5G中的上行PDR到底有什么用

wuyou125

DL PDR的作用比较容易理解，主要是用来检测和处理下行业务的，那么UL PDR有什么作用呢？初看起来，貌似ULPDR并没有什么作用，规范里也没有着墨太多，很容易让人有疑问。因为UPF的外侧直接通过N6接口连到DNN了，上行数据包通过UPF后执行的动作全部一致，就是把GTP-U的头部全部剥离掉，恢复成原始的IP数据包送到DNN。此时使用UL PDR过滤、匹配一下数据包实在没什么必要，反倒降低了数据包的转发效率。即使是存在I-UPF或者UL-CL UPF的场景，NG-RAN已经在数据包头中标记了QFI，UL PDR也起不到标记、过滤数据包的作用。

根据TS 29.244的介绍，UL PDR的作用是校验QoS Flow Binding的上下行数据包是否一致。TS 23.501中的介绍是：UPF verifieswhether QFIs in the UL PDUs are aligned with the QoS Rules provided to the UEor implicitly derived by the UE in the case of Reflective QoS.翻译过来就是校验一下上行数据包携带的QFI和网络测经过QoS Flow Binding后的QFI是否取值相同，也就是同一类业务的上下行数据包是不是在同一条QoS Flow中承载。在TS 29.244中这个功能称为：UL QoS flow binding verification。UPF收到的上行数据包，如果没有匹配上UL PDR中的PDI信息，说明不是下行SDF所对应的上行业务数据。此时，UPF会直接将该数据包丢弃。这样对网络安全也有好处。

正常情况，同一类业务（同一SDF）的上下行数据会在同一条QoS Flow中承载。假如下行数据在QFI1中传输，而上行数据在QFI2中传输，就容易出现混乱，QoS的控制参数GFBR、MGBR等等就无法执行了。

接着我们就会想到：5G中有没有场景会导致出现上下行不对齐（即：上下行数据的QoS Flow ID不一致）的情况呢？如果不管何种场景，上下行数据全部都能对齐，那么，使用UL PDR校验上行性数据的QFI就没有什么意义了。

经过多方查找，在TS 23.501和TS 24.501中发现了两个上下行数据不对齐的场景：

（1）5.7.1.5 QoS Flow mapping章节的NOTE 1中描述到：If a DL PDR for anbidirectional SDF is associated with a QoS Flow other than the one associatedwith the default QoS rule and the UE has not received any instruction to usethis QoS Flow for the SDF in uplink direction (i.e. neither a corresponding QoSrule is sent to the UE nor the Reflective QoS Indication is set in the PCCrule), it means that the UL PDR for the same SDF has to be associated with theQoS Flow associated with the default QoS rule.翻译过来是：如果用于双向SDF的DL PDR关联了一个QoS Flow（非Default QoS Flow）并且UE没有收到任何该SDF上行方向需要使用这条QoS Flow的指示（即：既没有下发给UE对应的QoS Rule，PCC Rule中也没有设置RQI标记），这就意味着UL PDR关联到了Default QoS Flow。这段话虽然没有直接指明同一条SDF上下行业务分在了不同QoS Flow中承载，但从上面的介绍可以看出来在这个场景下：下行数据在一条普通QoS Flow中传递，而上行数据却在DefaultQoS Flow中传递，下行数据和上行数据没有对齐。该场景下，网络没有下发上行QoS Rule，也没有启用Reflective QoS，此时该SDF的上行数据包在UE中最后只能匹配到“能够匹配上所有上行数据包”的Default QoS Flow上传递，这就出现上下行数据包不在同一条QoS Flow中传递的现象。

（2）TS 24.501的6.2.5.1.4.6 Ignoring RQI inthe UE章节中有这样一段话：If the UE receives a DL user datapacket marked with a QFI and an RQI and it is not possible to derive a packetfilter for UL direction from the DL user data packet as specified insubclause 6.2.5.1.4.2, the UE shall ignore the RQI and shall handle thereceived DL user data packet.从这句话可以看出去，如果网络想启用反射QoS并下发了RQI标记，此时如果UE无法自行推到上行数据包过滤器（Packet Filter），此时UE会直接忽略RQI，那么这时候对应UE的上行数据包只能在Default QoS Flow中传输了，也会出现上下行不对齐的情况。

上面的叙述只是根据规范文件直接解读得到的一些知识点，对于开拓思路，理解5G技术细节会有一定的帮助。在实际网络中基本不会出现这种情况，通信设备产品实现时都会尽量避免这种不正常现象产生。

UL PDR除了上面规范中叙述的数据包校验的作用，个人认为UL PDR在转发数据包方面仍然具有一定的作用，因为UPF转发上行数据包时可以根据UL PDR关联的FAR、QER等信息对数据包进行更个性化的处理及进行QoS控制。

既然UL PDR中也包含PDI信息，那么我们想到：当N6接口链接多个DN网络时，我们是否可以使用UL PDR将数据业务进行分流，将同一个PDU Session的数据包分类路由到不同的DNN网络中呢？如果仅从原理上来讲，貌似也不会出现什么问题。因为规则都是人定义的，只要有这种需求UPF产品完全可以按照这种想法来实现，但是如果使用UL PDR分类路由业务也会面临一些问题：

（1）按照我们之前的介绍，通常到一个DNN会创建一个PDU Session，而使用UL PDR分类路由数据到不同的DNN，就会出现同一个PDU Session对应了多个DNN，与5G的设计思想有一定的冲突；

（2）目前UPF上配置的IP地址池是和DNN关联起来的，这样，当SMF或者UPF为UE分配IP地址时，会涉及到不同DNN之间的协调问题，也就是分配给UE的一个IP地址需要在两个DNN中使用，容易出现IP地址冲突的问题；

目前我个人想到的问题有这两个，肯定还有面临更多的问题。因为如果这样使用UL PDR，相当于5G数据包转发的基本设计思想发生了变化。

虽然3GPP规范只提到了使用UL PDR进行QoS绑定验证，但是实际上目前很多通信设备已经实现了使用UL PDR进行分流的功能，具体实现方法有多种，比如VPN、端口绑定等技术。