Control de directivas

Azure Private 5G Core proporciona un control flexible del tráfico. Puede personalizar cómo aplica la instancia de la red troncal de paquetes las características de calidad de servicio (QoS) al tráfico. También puede bloquear o limitar determinados flujos.

Calidad de servicio (QoS) y flujos de QoS de 5G

En las redes de 5G, la instancia de la red troncal de paquetes es un componente clave para establecer sesiones de unidad de datos de protocolo (PDU), que se usan para transportar el tráfico del plano de usuario entre un UE y una red de datos. Dentro de cada sesión de PDU, hay uno o varios flujos de datos de servicio (SDF). Cada SDF es un único flujo IP o un conjunto de flujos IP agregados de tráfico del UE que se usa para un servicio específico.

Cada SDF puede requerir un conjunto diferente de características de QoS, incluidos los límites de prioridad y ancho de banda. Por ejemplo, un SDF que transporta el tráfico usado para la automatización industrial se deberá controlar de forma diferente a un SDF que se usa para la exploración en Internet.

Para asegurarse de que se apliquen las características de QoS correctas, cada SDF se enlaza a un flujo de QoS. Cada flujo de QoS tiene un perfil de QoS único, que identifica las características de QoS que se deben aplicar a cualquier SDF enlazado al flujo de QoS. Se pueden enlazar varios SDF con los mismos requisitos de QoS al mismo flujo de QoS.

Un perfil de QoS tiene dos componentes principales.

• Un identificador de QoS de 5G (5QI). El valor 5QI corresponde a un conjunto de características de QoS que se deben usar para el flujo de QoS. Estas características incluyen velocidades de bits garantizadas y máximas, niveles de prioridad y límites de latencia, inestabilidad y tasa de errores. El 5QI se proporciona como un número escalar.

  Para permitir la priorización de paquetes en la red de transporte subyacente, Azure Private 5G Core intentará configurar marcados de punto de código de servicios diferenciados (DSCP) en paquetes salientes basados en el valor 5QI configurado para los valores de GBR estandarizados y no GBR. Para obtener más información sobre la asignación de valores 5QI a DSCP, consulte Asignación de 5QI a DSCP.

  Puede encontrar más información sobre los valores 5QI y cada una de las características de QoS en el documento TS 23.501 de 3GPP. También puede encontrar definiciones de valores 5QI estandarizados (o no dinámicos).

  Los parámetros necesarios para cada valor 5QI están preconfigurados en el nodo de próxima generación B (gNB).

Nota:

Azure Private 5G Core no admite 5QI asignado dinámicamente, en el que las características específicas de QoS se señalizan al gNB durante la creación del flujo de QoS.

• Un valor de prioridad de asignación y retención (ARP). El valor ARP define la importancia de un flujo de QoS. Controla si se debe retener o adelantar un flujo de QoS cuando hay una restricción de recursos en la red, en función de su prioridad en comparación con otros flujos de QoS. El perfil de QoS también puede definir si el flujo de QoS puede adelantar o ser adelantado por otro flujo de QoS.

A cada flujo de QoS único se le asigna un identificador de flujo de QoS (QFI) único, que es utilizado por los elementos de red para asignar los SDF a los flujos de QoS.

Portadores de QoS y EPS 4G

La instancia de núcleo de paquetes realiza un rol muy similar en las redes 4G a las que se describen en la calidad de servicio 5G (QoS) y los flujos de QoS.

En las redes 4G, la instancia principal del paquete ayuda a establecer conexiones de red de datos de paquetes (PDN) para transportar el tráfico del plano de usuario. Las conexiones PDN también contienen uno o varios SDFs.

Los SDFs están enlazados a portadores del Sistema de paquetes evolucionados (EPS). A los portadores EPS también se les asigna un perfil QoS, que consta de dos componentes.

• Un identificador de clase QoS (QCI), que es el equivalente de un 5QI en redes 5G.

  Puede encontrar más información sobre los valores de QCI en 3GPP 23.203. Cada valor QCI estandarizado se asigna a un valor 5QI.

• Un valor ARP. Esto funciona de la misma manera que en las redes 5G para definir la importancia de un portador EPS.

A cada portador EPS se le asigna un identificador de portador (EBI) EPS, que los elementos de red usan para asignar los ARCHIVOS SDF a portadores EPS.

Configuración del control de directivas de Azure Private 5G Core

Azure Private 5G Core ofrece una configuración que permite determinar los flujos de QoS o los portadores EPS que la instancia de packet core creará y vinculará a los SDF al establecer sesiones PDU o conexiones PDN. Puede configurar dos tipos de recursos principales: servicios y directivas de SIM.

Servicios

Un servicio es una representación de un conjunto de características de QoS que se quiere aplicar a los SDF que coincidan con determinadas propiedades, como su destino o el protocolo utilizado. También puede usar los servicios para limitar o bloquear determinados SDF en función de estas propiedades.

Cada servicio incluye:

• Una o varias reglas de directiva de flujo de datos, que identifican los SDF a los que se debe aplicar el servicio. Puede configurar cada regla con los siguientes elementos para determinar cuándo se aplica y el efecto que tendrá:

  • Una o varias plantillas de flujo de datos, que proporcionan los filtros de paquetes que identifican los SDF con los que deben coincidir. Puede hacer coincidir con la dirección, el protocolo, la dirección IP de destino y el puerto de destino de un SDF. La dirección IP de destino y el puerto hacen referencia al componente del otro extremo de la conexión de la red de datos.
  • Una configuración de control de tráfico, que determina si la instancia de la red troncal de paquetes debe permitir o bloquear el tráfico que coincida con los SDF.
  • Un valor de precedencia que la instancia de la red troncal de paquetes pueda usar para clasificar las reglas de directivas del flujo de datos por importancia.

• De manera opcional, un conjunto de características de QoS que se debe aplicar a los SDF que coincidan con el servicio. La instancia del núcleo de paquetes utilizará estas características para crear un flujo de QoS o un portador EPS para vincularlo a los SDF correspondientes. Si no configura las características de QoS, en su lugar, se usarán las características predeterminadas de la directiva SIM primaria.
  Puede especificar la siguiente configuración de QoS en un servicio:

  • La velocidad de bits máxima (MBR) del tráfico de subida (sale del UE) en todos los SDF coincidentes.
  • La MBR del tráfico de bajada (hacia el UE) en todos los SDF coincidentes.
  • Un valor de prioridad ARP.
  • Un valor 5QI. Se asigna a un valor QCI cuando se utiliza en redes 4G.
  • Una configuración de capacidad de adelantamiento. Este ajuste determina si el flujo QoS o el portador EPS creado para este servicio puede adelantarse a otro flujo QoS o portador EPS con un nivel de prioridad ARP inferior.
  • Una configuración de vulnerabilidad de adelantamiento. Este ajuste determina si el flujo QoS o el portador EPS creado para este servicio puede adelantarse a otro flujo QoS o portador EPS con un nivel de prioridad ARP inferior.

Directivas de SIM

Las directivas de SIM permiten definir diferentes conjuntos de directivas y configuraciones de interoperabilidad que se pueden asignar a una o más SIM. Deberá asignar una directiva de SIM a una SIM para que el UE que usa esa SIM pueda acceder a la red móvil privada.

Cada directiva de SIM incluye:

• Configuración de nivel superior que se aplica a cada SIM que use la directiva de SIM. Esta configuración incluye el segmento de red predeterminado, la velocidad de bits máxima agregada de UE (UE-AMBR) para descargas y cargas, y el identificador de prioridad de frecuencia (RFSP ID).

• Un ámbito de red, que define el segmento de red y la red de datos a la que se aplica la directiva SIM. Puede usar el ámbito de red para determinar la siguiente configuración:

  • Los servicios (como se describe en Servicios) que se ofrecen a las SIM en esta red de datos.
  • Conjunto de características de QoS que se usarán para formar el flujo de QoS predeterminado para sesiones PDU (o portador EPS para conexiones PDN en redes 4G).

Puede crear varias directivas de SIM para ofrecer diferentes configuraciones de directivas de QoS para separar los grupos de SIM de la misma red de datos. Por ejemplo, puede que desee crear directivas de SIM con diferentes conjuntos de servicios.

Una directiva SIM surte efecto en una UE cuando se adjunta o se vuelve a conectar a la red. Por lo tanto, los cambios en la directiva no se implementan dinámicamente en las sesiones de UE existentes. Sin embargo, si se quita una directiva SIM de la SIM de una UE, Azure Private 5G Core realizará una desasociación iniciada por la red, desconectando la UE de la red.

Distribución de red

La segmentación de red permite hospedar varias redes lógicas independientes en la misma implementación de Azure Private 5G Core mediante la segmentación de una red física compartida común en varios segmentos de red virtual. Los segmentos desempeñan un papel importante en el control flexible del tráfico de Azure Private 5G Core, lo que le permite aplicar diferentes directivas, características de QoS, prioridades o conexiones de red a las UE.

Los segmentos de red se asignan a directivas SIM y direcciones IP estáticas, lo que proporciona redes aisladas de un extremo a otro que se pueden personalizar con distintos requisitos de ancho de banda y latencia para admitir diferentes casos de uso. Puede crear y configurar segmentos independientes que se adapten, por ejemplo, al control de la banda ancha móvil mejorada de 5G, comunicaciones de baja latencia ultra confiable y aplicaciones de IoT masivas.

Es posible que desee aprovisionar segmentos independientes para dispositivos que sean físicas o administrativasmente diferentes. Por ejemplo, puede conceder mayor prioridad a las llamadas de emergencia o una menor latencia para los vehículos autónomos.

Diseño de la configuración del control de directivas

La configuración del control de directivas de Azure Private 5G Core es flexible, lo que le permite configurar nuevos servicios y directivas de SIM siempre que lo necesite, en función de los requisitos cambiantes de la red móvil privada.

El artículo Tutorial: Creación de un conjunto de ejemplo de configuración del control de directivas proporciona una guía paso a paso mediante la configuración de algunos servicios de ejemplo para casos de uso comunes y la aplicación de estos servicios a nuevas directivas de SIM. Lleve a cabo este tutorial para familiarizarse con el proceso de creación de la configuración del control de directivas.

A la hora de diseñar por primera vez la configuración del control de directivas para su propia red móvil privada, se recomienda seguir este enfoque:

1. Aprovisione las SIM tal como se describe en Aprovisionamiento de SIM para la versión preliminar de Azure Private 5G Core: Azure Portal. No es necesario asignar una directiva de SIM a estas SIM en este momento.

2. Identifique los SDF que tendrá que controlar la red móvil privada.

3. Obtenga información sobre cada una de las opciones disponibles para un servicio en Recopilación de la información necesaria de un servicio para la versión preliminar de Azure Private 5G Core. Compare estas opciones con los requisitos de los SDF para decidir los servicios que necesitará.

4. Recopile los valores de configuración de directivas adecuados que necesitará para cada servicio, con la información que se describe en Recopilación de la información necesaria de un servicio para la versión preliminar de Azure Private 5G Core.

5. Configure cada uno de los servicios como se describe en Configuración de un servicio para la versión preliminar de Azure Private 5G Core: Azure Portal.

6. Clasifique las SIM según los servicios que van a necesitar. Para cada categoría, configure una directiva de SIM y asígnela a las SIM correctas mediante los procedimientos siguientes:

   1. Recopilación de la información necesaria de una directiva de SIM
   2. Configuración de una directiva de SIM para la versión preliminar de Azure Private 5G Core: Azure Portal

También puede usar el ejemplo de plantilla de Azure Resource Manager (plantilla de ARM) en Configuración de un servicio y una directiva de SIM mediante una plantilla de ARM para crear rápidamente una directiva de SIM con un único servicio asociado.

Creación y asignación del portador de QoS y EPS

En esta sección se describe cómo la instancia principal del paquete usa la configuración de control de directivas para crear y asignar flujos de QoS y portadores EPS. Se describen los pasos que usan conceptos 5G para mayor claridad, pero la instancia de núcleo de paquetes realiza los mismos pasos en redes 4G. En la tabla siguiente se proporcionan los conceptos 4G equivalentes para referencia.

5G	4G
Sesiones de PDU	Conexión PDN
Flujo QoS	Portador EPS
gNodeB	eNodeB

Durante el establecimiento de la sesión de PDU, la instancia de la red troncal de paquetes realiza los pasos siguientes:

1. Identifica el recurso de SIM que representa al UE implicado en la sesión de PDU y su directiva de SIM asociada (como se describe en Directivas de SIM).

2. Crea un flujo de QoS predeterminado para la sesión de PDU con los valores configurados en la directiva de SIM.

3. Identifica si la directiva de SIM tiene servicios asociados (como se describe en Servicios). Si es así, la instancia de la red troncal de paquetes crea flujos de QoS adicionales con las características de QoS definidas en estos servicios.

4. Señaliza los flujos de QoS y las características no predeterminadas al nodo gNodeB.

5. Envía un conjunto de reglas de QoS (incluidas las definiciones de SDF tomadas de los servicios asociados) al UE. El UE utiliza estas reglas para realizar los pasos siguientes:

   • Comprueba los paquetes de subida con los SDF.
   • Aplica cualquier control de tráfico necesario.
   • Identifica el flujo de QoS al que se debe enlazar cada SDF.
   • Solo en las redes 5G, la UE marca los paquetes con la QFI adecuada. El QFI garantiza que los paquetes reciban el control de QoS correcto entre el UE y la instancia de la red troncal de paquetes sin más inspección.

6. Inspecciona los paquetes de bajada para comparar sus propiedades con las plantillas de flujos de datos de los servicios asociados y, a continuación, realiza los pasos siguientes en función de esta coincidencia:

   • Aplica cualquier control de tráfico necesario.
   • Identifica el flujo de QoS al que se debe enlazar cada SDF.
   • Aplica cualquier tratamiento de QoS necesario.
   • Solo en redes 5G, la instancia de núcleo del paquete marca los paquetes con el QFI correspondiente al flujo de QoS correcto. El QFI garantiza que los paquetes reciban el control de QoS correcto entre la instancia de la red troncal de paquetes y la red de datos sin más inspección.

Pasos siguientes

• Tutorial: Creación de un conjunto de ejemplo de configuración del control de directivas
• Recopilación de la información necesaria de un servicio para la versión preliminar de Azure Private 5G Core
• Recopilación de la información necesaria de una directiva de SIM para la versión preliminar de Azure Private 5G Core