上网电话打游戏，手机何以有“三头六臂”？
时间：2021-08-19 16:35:15
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[导读]“喂，王总您好......好的稍等，我查一下......”周末天气晴朗适合郊游，正在大巴车里打游戏的打工人小李，接到了来自老板的电话，老板询问工作相关的内容。小李一边把游戏挂了机，一边用手机登录公司邮箱，期间还上网查了个资料，最终顺利完成了老板的“询问”，不慌不忙继续游戏。 这波...
“喂，王总您好......好的稍等，我查一下......”
周末天气晴朗适合郊游，正在大巴车里打游戏的打工人小李，接到了来自老板的电话，老板询问工作相关的内容。
小李一边把游戏挂了机，一边用手机登录公司邮箱，期间还上网查了个资料，最终顺利完成了老板的“询问”，不慌不忙继续游戏。 这波操作惊呆了一旁的小编，电话、游戏、上网、邮箱……手机的“三头六臂”是怎么来的？经过数日的研究，终于得到了答案。今天就来跟大家好好聊一聊核心网的另一大功能——会话管理。
“会话”这个词，并不是我们日常提到的对话，而是网络中的两个节点设备间为了进行数据交换而建立的逻辑连接。
是不是太深奥没法理解？我们来举个简单的例子：
我们都知道，早期的电话，是由话务员进行人工操作转接的，用的是人工交换机，电话交换过程中的接线、拆线等作业完全由话务员用手工操作完成。
如今，虽然人工交换机早已成为了历史，但通信的本质一直都是类似的。之前唯一的电话功能早已拓展成如今的电话、上网一条龙服务，那原本的人工接线员，自然也会随着时代进步。 那么，在移动通信网络中，也有“接线员”这样的角色。在4G的EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网）网络中，MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）、SGW（Serving Gateway，服务网关）、PGW（PDN Gateway，分组数据网网关）共同完成的会话管理功能，而在5GC中，SMF(Session Management Function，会话管理功能)负责独立完成会话管理的功能，也就是在UE与数据网之间建立数据连接，从而使UE可以使用数据业务，成为了一名专职“接线员”。
下面，我们就从概念以及业务连续性两个方面，来认识一下从4G到5G网络的转换下，会话管理功能有哪些变化。
4/5G下会话管理的概念
EPS（Evolved Packet System，演进的分组系统）网络中，UE与PDN（Packet Data Network，分组数据网）之间建立PDN数据连接，将PDN连接作为会话管理的数据通道。比如，当我们上网时，会建立一个EPS默认承载用来访问网页。访问到一半，又来了一个电话，这时候，会有负责语音的专有承载来满足打电话的需求。此外，一个UE还可以同时创建多个PDN连接，分别访问不同的PDN网络。这样，无论你是想打边电话边刷网页，还是想边刷网页边看视频，都不在话下。
到了5G时代，以PDU（Packet Data Unit，分组数据单元）会话为数据通道，在UE与DN（Data Network，数据网）之间建立数据连接。 4G网络中的EPS承载，在5G网络中换成了QoS Flow（5G中的数据通路）。与4G类似，5G网络中的一个PDU会话可以由多个QoS Flow进行控制，如果默认QoS Flow不能满足业务需求，也会建立专有QoS Flow，从而保证业务的质量。5G网络支持同时创建多个PDU会话来访问不同的数据网络。不同的是，5G中不会强制建立默认QoS Flow，而是根据业务的需求来确定是否建立PDU会话。
说了这么多，是不是学废了？不慌，我们来总结一下4G和5G下会话管理的概念对比。
4/5G下的业务连续性
电话、视频、游戏......如今，我们需要的业务种类越来越丰富，业务场景也更加多样化。在《为了让你顺利上网，手机默默背着你做了多少事？》中我们已经知道，在网络覆盖的范围内，无论用户移动到哪里，网络都能跟踪和记录到用户的位置信息，也就是移动性管理功能。
SMF作为“接线员”，主要职责之一就是要保证业务连续性，即使用户发生了移动，原本正在进行的业务也不能中断。那么，这是怎么实现的呢？这就不得不提会话与业务连续性的关系了。
为了满足不同业务对连续性的不同要求，相对于4G中的SSC Mode1（Session and Service Continuity，会话与业务连续性），5G系统提供了三种SSC Mode。不同的SSC Mode有什么含义和差别呢？下面我们继续以打工人的日常为例，一起看看不同的SSC Mode是如何运作的吧~
SSC Mode1：
始终锚定原UPF，适用于对业务连续性要求较高的应用。
打工人的一天里，工作电话是绝对少不了的。不管打着电话走到哪里，可不能有卡顿，不然，电话打了，内容没听清，还不如直接打字来的清晰......我要这电话有何用？
不用担心，在SSC Mode1的支持下，即使你打着电话从雨花台到了新街口（被你发现了，小编在南京），业务地址也不会改变。由于雨花台UPF（User Plane Function，用户平面功能）的覆盖范围不包括新街口，因此会接入新街口的UPF，并且新街口UPF会插入到雨花台UPF前，实际上仍然是通过锚点UPF（也就是雨花台UPF）来访问网络。“语音沟通更清晰明了”，根本不是问题~
SSC Mode2：
先断后连，适用于对于业务连续性要求不高，允许业务出现短暂中断的应用。
下班之后的打工人，也需要追剧来放松一下紧绷了一天的小心脏。
从位于雨花台的公司下班，打开视频，坐车到新街口后，SMF会发现当前雨花台的用户面路径不是最优路径，就会请求用户（也就是你用来看视频的手机）释放原PDU会话，并建立一个新的PDU会话连接到当前新街口的网络（先断后连）。与雨花台的UPF断开并重新接入新街口UPF的过程，可能会造成小小的网络卡顿。但不要紧，靠着之前的缓存，屏幕前的你甚至都感觉不到。
SSC Mode3：
先连后断，适用于对于业务连续性要求不高，但对时延要求比较高的业务。
忙碌了一周，终于盼来周末的打工人，当然要找小伙伴一起开黑啊！哪怕出门不在家，路上也想来一把。这时候，SSC Mode3就迎来了它的用武之地。
地铁上的你打着游戏，不知不觉已经从雨花台到了新街口（不要问我为啥总去新街口，问就是喜欢）。远距离的移动导致原来雨花台的用户面路径不是最优路径，怎么办？这时，SMF会请求用户（也就是你用来打游戏的手机）重新建立一个连接到当前网络的新PDU会话，并选择新街口UPF。在业务转移到新街口PDU会话上之后，再请用户释放雨花台的PDU会话（先连后断）。相比于SSC Mode1模式，SSC Mode3模式在保证连续性的同时，还能减小时延，让屏幕前打游戏的你，体验“流畅到起飞”的快感~
实际工作时，具体选择哪一种SSC Mode，也是接线员SMF的主要工作。在用户发起业务时，运营商可以向用户提供SSC Mode选择策略，包括一个或多个SSC Mode选择规则，用户根据这些策略来确定每个应用的SSC Mode类型。无论是保持最初的锚点UPF，还是先断后连、先连后断，都是为了给用户带来最舒适的业务体验。
由此可见，一部小小的手机，能够同时实现这么多功能，它的“三头六臂”，和清晰流畅的用户体验，都离不开我们的“接线员”SMF的支持。
无论4G还是5G，虽然数据通道和承载粒度都有所变化，但会话管理的本质并没有改变，都是由UE发起，向外部数据网络建立连接，实现网络通信。而5G中的改变，无非是通过NF功能解耦、PDU会话与新的SSC Mode，更好地服务于日益多样化的业务。
我们是一群平均从业年限5 的通信专业工程师。关注我们，带你了解通信世界的精彩！
周末天气晴朗适合郊游，正在大巴车里打游戏的打工人小李，接到了来自老板的电话，老板询问工作相关的内容。
小李一边把游戏挂了机，一边用手机登录公司邮箱，期间还上网查了个资料，最终顺利完成了老板的“询问”，不慌不忙继续游戏。 这波操作惊呆了一旁的小编，电话、游戏、上网、邮箱……手机的“三头六臂”是怎么来的？经过数日的研究，终于得到了答案。今天就来跟大家好好聊一聊核心网的另一大功能——会话管理。
“会话”这个词，并不是我们日常提到的对话，而是网络中的两个节点设备间为了进行数据交换而建立的逻辑连接。
是不是太深奥没法理解？我们来举个简单的例子：
我们都知道，早期的电话，是由话务员进行人工操作转接的，用的是人工交换机，电话交换过程中的接线、拆线等作业完全由话务员用手工操作完成。
如今，虽然人工交换机早已成为了历史，但通信的本质一直都是类似的。之前唯一的电话功能早已拓展成如今的电话、上网一条龙服务，那原本的人工接线员，自然也会随着时代进步。 那么，在移动通信网络中，也有“接线员”这样的角色。在4G的EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网）网络中，MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）、SGW（Serving Gateway，服务网关）、PGW（PDN Gateway，分组数据网网关）共同完成的会话管理功能，而在5GC中，SMF(Session Management Function，会话管理功能)负责独立完成会话管理的功能，也就是在UE与数据网之间建立数据连接，从而使UE可以使用数据业务，成为了一名专职“接线员”。
下面，我们就从概念以及业务连续性两个方面，来认识一下从4G到5G网络的转换下，会话管理功能有哪些变化。
4/5G下会话管理的概念
EPS（Evolved Packet System，演进的分组系统）网络中，UE与PDN（Packet Data Network，分组数据网）之间建立PDN数据连接，将PDN连接作为会话管理的数据通道。比如，当我们上网时，会建立一个EPS默认承载用来访问网页。访问到一半，又来了一个电话，这时候，会有负责语音的专有承载来满足打电话的需求。此外，一个UE还可以同时创建多个PDN连接，分别访问不同的PDN网络。这样，无论你是想打边电话边刷网页，还是想边刷网页边看视频，都不在话下。
到了5G时代，以PDU（Packet Data Unit，分组数据单元）会话为数据通道，在UE与DN（Data Network，数据网）之间建立数据连接。 4G网络中的EPS承载，在5G网络中换成了QoS Flow（5G中的数据通路）。与4G类似，5G网络中的一个PDU会话可以由多个QoS Flow进行控制，如果默认QoS Flow不能满足业务需求，也会建立专有QoS Flow，从而保证业务的质量。5G网络支持同时创建多个PDU会话来访问不同的数据网络。不同的是，5G中不会强制建立默认QoS Flow，而是根据业务的需求来确定是否建立PDU会话。
说了这么多，是不是学废了？不慌，我们来总结一下4G和5G下会话管理的概念对比。
4/5G下的业务连续性
电话、视频、游戏......如今，我们需要的业务种类越来越丰富，业务场景也更加多样化。在《为了让你顺利上网，手机默默背着你做了多少事？》中我们已经知道，在网络覆盖的范围内，无论用户移动到哪里，网络都能跟踪和记录到用户的位置信息，也就是移动性管理功能。
SMF作为“接线员”，主要职责之一就是要保证业务连续性，即使用户发生了移动，原本正在进行的业务也不能中断。那么，这是怎么实现的呢？这就不得不提会话与业务连续性的关系了。
为了满足不同业务对连续性的不同要求，相对于4G中的SSC Mode1（Session and Service Continuity，会话与业务连续性），5G系统提供了三种SSC Mode。不同的SSC Mode有什么含义和差别呢？下面我们继续以打工人的日常为例，一起看看不同的SSC Mode是如何运作的吧~
SSC Mode1：
始终锚定原UPF，适用于对业务连续性要求较高的应用。
打工人的一天里，工作电话是绝对少不了的。不管打着电话走到哪里，可不能有卡顿，不然，电话打了，内容没听清，还不如直接打字来的清晰......我要这电话有何用？
不用担心，在SSC Mode1的支持下，即使你打着电话从雨花台到了新街口（被你发现了，小编在南京），业务地址也不会改变。由于雨花台UPF（User Plane Function，用户平面功能）的覆盖范围不包括新街口，因此会接入新街口的UPF，并且新街口UPF会插入到雨花台UPF前，实际上仍然是通过锚点UPF（也就是雨花台UPF）来访问网络。“语音沟通更清晰明了”，根本不是问题~
SSC Mode2：
先断后连，适用于对于业务连续性要求不高，允许业务出现短暂中断的应用。
下班之后的打工人，也需要追剧来放松一下紧绷了一天的小心脏。
从位于雨花台的公司下班，打开视频，坐车到新街口后，SMF会发现当前雨花台的用户面路径不是最优路径，就会请求用户（也就是你用来看视频的手机）释放原PDU会话，并建立一个新的PDU会话连接到当前新街口的网络（先断后连）。与雨花台的UPF断开并重新接入新街口UPF的过程，可能会造成小小的网络卡顿。但不要紧，靠着之前的缓存，屏幕前的你甚至都感觉不到。
SSC Mode3：
先连后断，适用于对于业务连续性要求不高，但对时延要求比较高的业务。
忙碌了一周，终于盼来周末的打工人，当然要找小伙伴一起开黑啊！哪怕出门不在家，路上也想来一把。这时候，SSC Mode3就迎来了它的用武之地。
地铁上的你打着游戏，不知不觉已经从雨花台到了新街口（不要问我为啥总去新街口，问就是喜欢）。远距离的移动导致原来雨花台的用户面路径不是最优路径，怎么办？这时，SMF会请求用户（也就是你用来打游戏的手机）重新建立一个连接到当前网络的新PDU会话，并选择新街口UPF。在业务转移到新街口PDU会话上之后，再请用户释放雨花台的PDU会话（先连后断）。相比于SSC Mode1模式，SSC Mode3模式在保证连续性的同时，还能减小时延，让屏幕前打游戏的你，体验“流畅到起飞”的快感~
实际工作时，具体选择哪一种SSC Mode，也是接线员SMF的主要工作。在用户发起业务时，运营商可以向用户提供SSC Mode选择策略，包括一个或多个SSC Mode选择规则，用户根据这些策略来确定每个应用的SSC Mode类型。无论是保持最初的锚点UPF，还是先断后连、先连后断，都是为了给用户带来最舒适的业务体验。
由此可见，一部小小的手机，能够同时实现这么多功能，它的“三头六臂”，和清晰流畅的用户体验，都离不开我们的“接线员”SMF的支持。
无论4G还是5G，虽然数据通道和承载粒度都有所变化，但会话管理的本质并没有改变，都是由UE发起，向外部数据网络建立连接，实现网络通信。而5G中的改变，无非是通过NF功能解耦、PDU会话与新的SSC Mode，更好地服务于日益多样化的业务。
我们是一群平均从业年限5 的通信专业工程师。关注我们，带你了解通信世界的精彩！
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