# SSC模式3锚点重选信令全链拆解：会话与业务连续性的"先建后拆" 在5G核心网中，**会话与业务连续性（Session and Service Continuity, SSC）**机制决定了当UE移动或网络拓扑变化时，一个PDU会话的IP锚点（PSA UPF）是否、以及如何被更换。其中**SSC模式3**是三种模式中工程实现最复杂、信令交互最"重"的一种：它采用**"先建后拆"（make-before-break）**策略——在释放旧锚点之前先建立通往同一数据网络的新锚点，并**显式改变UE的IP地址**。本文依据 TS 23.501 §5.6.9.2.3 与 TS 23.501 §6.3.3.3，结合 TS 23.502 §4.3.2 / §4.23.4 的信令流程，逐条拆解 PSA 重选的触发、UPF 选择算法、N1/N2/N4 关键信息元（IE），以及数据面平滑切换中的 End Marker 防丢包设计。 --- ## 一、SSC三模式的精确边界与模式3的位置 TS 23.501 §5.6.9 定义了三种SSC模式，理解它们的差异是理解模式3的前提。一个PDU会话在**整个生命周期内SSC模式不变**（TS 23.501 §5.6.4），因此SSC模式的选择发生在会话建立时，且一旦选定不可中途切换——这正是模式3必须用"重建新会话"而非"修改旧会话"来实现锚点重选的根本原因。 | 模式 | 锚点是否变更 | IP地址是否保持 | 切换时序 | 典型场景 | |------|------------|--------------|---------|---------| | SSC Mode 1 | 否（PSA不变，仅中间UPF/UL CL可变） | 是（保持） | 不中断 | 普通上网、需要IP连续性的长连接 | | SSC Mode 2 | 是 | 否（变更） | 先拆后建（break-before-make） | 可容忍短暂中断、对路由最优敏感 | | SSC Mode 3 | 是 | 否（变更） | **先建后拆（make-before-break）** | 移动性中既要最优锚点又要尽量不丢包 | 模式3的工程价值正是表格最后一行所揭示的：它把"换锚点"（必然换IP）与"尽量不中断"这两个看似矛盾的需求通过**并行双会话**调和起来。 TS 23.501 §5.6.9.2.3 对模式3的规范原文（经 iTecSpec 核对）明确写道： > "For PDU Session of SSC mode 3, the network allows the establishment of UE connectivity via a **new PDU Session Anchor** to the same data network **before** connectivity between the UE and the previous PDU Session Anchor is released. When trigger conditions apply, the network decides whether to select a PDU Session Anchor UPF suitable..." 这句话定义了模式3的两条铁律：(1) 锚点切换的目标必须是**同一数据网络（same DNN + S-NSSAI）**的新PSA；(2) 新锚点建立**先于**旧锚点释放。这与模式2的"释放旧会话后才建立新会话"形成鲜明对比。 ### 设计意图：为什么模式3不用UL CL？ 读者可能会问：既然要保持业务连续，为什么不直接用 SSC Mode 1 + UL CL（上行分类器）/ Branching Point 来做流量分流？答案是： - **UL CL / Branching Point 保持原始PSA与IP不变**，仅插入中间节点分流部分流量到本地DN（TS 23.501 §5.6.4.2）。它服务于"IP连续性 + 本地分流"，但原始远端锚点仍然存在，时延敏感业务仍可能绕远。 - **SSC模式3彻底换锚点、换IP**，适合那些"IP连续性非必需、但锚点必须最优"的业务，例如MEC重定位、跨SMF服务区的大范围移动、运营商强制重锚点策略。换IP的代价由上层（MPTCP、应用重连、URSP重选）承担。 ```mermaid flowchart LR A["移动/分析/AF触发
旧PSA已非最优"] --> B{SSC模式判定} B -->|Mode 1| C["保留PSA+IP
插入UL CL分流"] B -->|Mode 2| D["释放旧会话
再建新会话
IP变, 中断"] B -->|Mode 3| E["并行建立新PSA新IP
迁移业务
后释放旧会话"] C --> F["IP不变, 最优但锚点不变"] D --> G["锚点最优, 短暂中断"] E --> H["锚点最优 + 尽量不中断
IP变更需上层适配"] style E fill:#d4edda,stroke:#28a745 style H fill:#d4edda,stroke:#28a745 ``` --- ## 二、SSC模式选择策略：URSP与SSCMSP如何驱动 UE在发起PDU会话前，必须先确定该用哪种SSC模式。这一决策由 **TS 23.503 §6.6.2 定义的 URSP（UE Route Selection Policy）** 中的**SSC模式选择策略（SSCMSP）** 完成。URSP规则将"应用（通过Traffic Descriptor匹配）"映射到一组路由选择描述子（Route Selection Descriptor），其中可包含以下组件： - **DNN** - **S-NSSAI（切片）** - **SSC Mode**（关键：模式1/2/3之一或"不指定"） - **PDU Session Type**（IPv4/IPv6/IPv4v6/Ethernet/Unstructured） - **Preference**（多描述子时的优先级） 当应用发起数据请求时，UE先匹配URSP规则；若规则指定SSC Mode 3，则UE在 `PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST` 中携带该模式。SMF收到后会**校验订阅**：UE请求的模式3必须同时满足UDM签约中的"Default SSC Mode"或"Allowed SSC Mode"（Cisco SMF文档明确："The SMF verifies if UE sent SSC mode is part of either default SSC mode or allowed SSC mode"）。校验失败则拒绝或回退到默认模式。 > **工程要点**：模式3必须在UE侧（URSP）与网络侧（UDM签约）同时被允许，二者缺一不可。这是排错中最常见的"模式协商失败"根因。 --- ## 三、触发条件与SMF的锚点重选决策 TS 23.501 §5.6.9.2.3 指出"When trigger conditions apply, the network decides"。模式3的重锚点触发**完全由网络（SMF）决策**，UE无法主动发起锚点更换（UE能做的只是"重建会话"，但何时重建由网络触发或UE基于本地决策）。典型触发条件包括： 1. **UE移动性**：UE移出当前PSA UPF的服务区域，旧N9/N6路径变得明显次优（时延、回传成本）。 2. **AF影响路由（AF-influenced routing）**：AF通过NEF/PCF请求将某UE/DNN流量路由到指定DNAI对应的本地DN（TS 23.502 §4.23.3 AF session with QoS 触发）。 3. **NWDAF分析**：SMF订阅NWDAF的UPF负载、业务体验（Service Experience）、DN性能分析，当预测某UPF将过载或体验劣化时触发（TS 23.501 §6.3.3.3 明确将 analytics 列为选择输入）。 4. **运营商OAM策略/阈值**：如会话数、吞吐量阈值。 ### UPF选择算法（TS 23.501 §6.3.3.3） SMF为新PSA选择UPF时，所考虑的输入参数经 iTecSpec 核对，至少包括： | 输入参数 | 来源 | 在模式3重选中的作用 | |---------|------|-------------------| | UPF动态负载 | UPF上报/NWDAF | 避开过载节点，实现负载均衡 | | Analytics（统计/预测） | NWDAF | 预测性重选，提前规避瓶颈 | | Service Experience分析 | NWDAF | 业务体验驱动的锚点优化 | | DN Performance分析 | NWDAF | 依据DN侧吞吐/时延选最优锚点 | | UPF与DN的拓扑/可达性 | OAM配置 | 确保新PSA能直连目标DN（DNAI） | | UE位置（TA/Cell） | AMF | 选择地理/逻辑最近的UPF | | DNN、S-NSSAI | 会话上下文 | DNAI约束、切片亲和性 | | 能力（如支持的QoS、IP类型） | NRF/UPF profile | 能力匹配过滤 | **关键设计**：§6.3.3.3 的NOTE指出"在本版本中，SMF对PDU会话UPF选择不使用额外参数"——意味着选择是上述多输入的**组合启发式**，规范不规定具体打分公式，留给厂商实现，这正是不同厂商行为差异的根源之一。 ```text flowchart TD T1["触发: 移动/AF/分析/OAM"] --> DEC["SMF锚点重选决策"] DEC --> Q1{当前会话SSC模式?} Q1 -->|Mode 1| X1["不换PSA, 插入UL CL"] Q1 -->|Mode 3| Q2["选新PSA UPF
输入: DNAI/负载/分析/位置"} Q1 -->|Mode 2| X2["直接释放旧会话"] Q2 --> Q3["分配新IP/Prefix
新PDU Session ID"] Q3 --> Q4["建立新会话端到端
N4/N2/N1"] Q4 --> Q5["业务迁移到新IP"] Q5 --> Q6["释放旧会话+旧PSA"] style Q2 fill:#fff3cd style Q4 fill:#d4edda style Q6 fill:#f8d7da ``` --- ## 四、完整信令时序：先建后拆的端到端流程 下图展示网络触发、UE执行新建立、SMF管理双会话窗口、最后释放旧会话的完整信令链。这是模式3区别于模式1（UL CL）和模式2（直接释放）的核心。 ```text sequenceDiagram autonumber participant UE participant RAN as gNB(RAN) participant AMF participant SMFo as SMF(旧, 管旧会话) participant PSAo as UPF(旧PSA) participant SMFn as SMF(新)* participant PSAn as UPF(新PSA) participant UDM participant PCF Note over UE,PSAo: 阶段0: 已有SSC Mode 3会话运行, IP=IP1 SMFo->>SMFo: 检测触发(移动/AF/NWDAF)
判定需重锚点 SMFo->>AMF: N1N2Transfer(指示UE重建同DNN+S-NSSAI会话) AMF->>UE: 下行NAS(触发新PDU会话建立) Note over UE,PSAn: 阶段1: 建立新会话(make) UE->>AMF: UL NAS TRANSPORT
PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST
(新PDU ID, SSC mode3, DNN, S-NSSAI, 类型) AMF->>SMFn: Nsmf_PDUSession_CreateSMContext SMFn->>UDM: Nudm_SDM(Get订阅/SSC允许) SMFn->>SMFn: 选择新PSA(§6.3.3.3) 分配新IP2 SMFn->>PSAn: N4 PFCP Session Establishment Request
(Create PDR/FAR/QER, 新F-TEID) PSAn-->>SMFn: N4 PFCP Session Est. Response(F-TEID) SMFn->>PCF: Npcf_SMPolicyControl_Create SMFn->>AMF: Namf_Communication_N1N2MessageTransfer
(N1: ESTABLISH ACCEPT含IP2,SSC3; N2: SM info) AMF->>RAN: N2 PDU SESSION RESOURCE SETUP REQUEST RAN->>UE: RRC Reconfiguration(N3隧道) UE-->>RAN: RRC Reconfiguration Complete RAN-->>AMF: N2 PDU SESSION RESOURCE SETUP RESPONSE AMF->>SMFn: Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext(N2 SM resp) Note over UE,PSAn: 阶段2: 双会话并行窗口
UE同时持有IP1(旧)与IP2(新) UE->>UE: URSP/上层把新流绑定到IP2
应用重连(MPTCP/SCTP/应用层) Note over UE,PSAo: 阶段3: 释放旧会话(break) SMFn->>SMFo: 互通(经AMF)协调释放旧会话 SMFo->>PSAo: N4 PFCP Session Modification/Deletion
(发End Marker到RAN/UE) SMFo->>AMF: N1N2Transfer(N1: PDU SESSION RELEASE) AMF->>UE: 下行NAS(PDU SESSION RELEASE)
旧IP1回收 UE-->>AMF: 上行NAS(PDU SESSION RELEASE ACK) AMF->>SMFo: UpdateSMContext(释放完成) Note over UE,PSAn: 终态: 仅IP2+新PSA, 路径最优 ``` > 注：阶段0的触发指示在标准中由SMF通过现有会话上下文下发；阶段1的新会话可能由**同一个SMF**承担（SMF不重选，仅换PSA），也可能因UE移出SMF服务区而触发 **SMF重选**（TS 23.501 §6.3.2），此时由AMF为新会话选择新SMF（图中SMFn即此情形）。两条路径的信令差异主要在 `CreateSMContext` 是否走旧SMF。 --- ## 五、关键信息元（IE）逐条解析 ### 5.1 N1 SM 消息：PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST（UE→网络） | IE | 含义 | 模式3关键点 | |----|------|------------| | PDU Session ID | 会话标识 | 新会话用**不同于旧会话**的ID | | PDU Session Type | IPv4/IPv6/IPv4v6/Ethernet | 模式3常见IPv4v6/IPv6以利迁移 | | SSC Mode | 请求的SSC模式 | 携带"mode 3" | | DNN | 数据网络名 | 必须与旧会话**相同**（重锚点前提） | | S-NSSAI | 切片 | 必须与旧会话相同 | | SM PDU DN Container | 可选容器 | 携带UP/应用层信息 | ### 5.2 N1 SM 消息：PDU SESSION ESTABLISHMENT ACCEPT（网络→UE） | IE | 含义 | 模式3关键点 | |----|------|------------| | PDU Address | 分配的UE IP | **新IP2（≠IP1）**，模式3换IP的直接体现 | | SSC Mode | 协商确认的模式 | 确认为mode 3 | | QoS Rules | QoS规则集 | 新会话QoS | | Session AMBR | 聚合最大比特率 | 限速 | | 5GSM Cause | 结果码 | 成功为#200 | ### 5.3 N4 接口：PFCP Session Establishment（SMF→新PSA） ```mermaid flowchart TD subgraph PFCP Session Est. Request A["Create PDR
PDI: F-TEID, SDF Filter"] --> B["Create FAR
Forward: OuterHeaderCreation(N6/N9)"] B --> C["Create QER
QFI, MFBR/GFBR, Gate"] C --> D["Create URR
测量/计费上报"] D --> E["Create BAR
缓存动作规则"] end E --> R["新PSA建立N3(到gNB)与N9/N6(到DN)隧道"] style A fill:#e3f2fd style B fill:#e3f2fd ``` 关键IE：**F-TEID**（新PSA为下行分配的N3/N9隧道端点）、**Outer Header Creation**（封装GTP-U外层头指向gNB或下一个UPF）、**PDR中的Source Interface**（区分Access侧N3与Core侧N6）。这些是抓包定位"新锚点是否真正就绪"的核心字段。 ### 5.4 N2 SM 信息（AMF↔RAN） - **PDU Session Resource Setup Request** 携带：UL NG-U UP TNL Information（gNB为上行分配的N3 F-TEID）、QoS Flow列表、PDU Session ID。 - **Response** 回带 gNB 侧 N3 F-TEID，SMF据此更新PSA的下行FAR。 --- ## 六、数据面平滑切换：End Marker与防丢包 "先建后拆"虽然降低了中断，但新旧路径并存期间仍存在**乱序与重复包**风险。TS 23.502 规定在旧PSA释放时，SMF通过N4指示旧PSA发送 **End Marker** 包（GTP-U扩展头标记的空包）。Cisco UPF文档明确："At the time of the handover procedure, the PDU session... Constructing the End Marker Packets through UPF"。 End Marker的作用机制： 1. 新会话路径就绪，UE业务流量开始走新PSA（IP2）。 2. SMF向旧PSA下发 `PFCP Session Deletion`，旧PSA在删除前向RAN方向**注入End Marker**。 3. gNB收到End Marker后，知道旧隧道上再无数据，可安全丢弃旧隧道的迟到包，避免乱序上送UE。 > **设计精髓**：End Marker是控制面（N4）触发、用户面（GTP-U）传递的"路径终结哨兵"，是PSA重选数据面一致性的关键保障，也是TS 29.281（GTP-U）与TS 29.244（PFCP）协同的典范。 --- ## 七、PDU会话状态与重选时间线 ```mermaid stateDiagram-v2 [*] --> ACTIVE_M3: 旧会话(SSC3, IP1)运行 ACTIVE_M3 --> TRIGGER: 网络检测重锚点条件 TRIGGER --> DUAL_WINDOW: 新会话建立完成(IP2就绪) note right of DUAL_WINDOW 双会话并行: UE持IP1+IP2 业务逐步迁移到IP2 end note DUAL_WINDOW --> MIGRATING: 上层/URSP绑定新流 MIGRATING --> RELEASE_OLD: 旧流量归零/超时 RELEASE_OLD --> ACTIVE_NEW: 旧会话释放, End Marker ACTIVE_NEW --> [*] ``` 双会话窗口期（DUAL_WINDOW）的长短取决于上层迁移速度。若应用不支持多宿主（如普通TCP），需等旧连接自然断开后由新会话承载；若用MPTCP/URSP多路径，则可近乎无缝。**这是模式3"软连续性"的本质——它保证锚点切换，但不保证单IP连续性。** --- ## 八、实战：抓包识别与故障排查 ### 8.1 抓包如何识别SSC模式3重选 在Wireshark/TShark（pcap-analyzer可解析NGAP/5G-NAS/PFCP/GTP）中，模式3重选的指纹是： 1. **5G-NAS SM**：同一UE、同一DNN+S-NSSAI，短时间内出现**两个不同PDU Session ID**的 `ESTABLISHMENT REQUEST/ACCEPT`，且两个 `PDU Address` 不同（IP1→IP2）。 2. **N4/PFCP**：针对不同F-SEID的两个 `Session Establishment`，其中旧会话随后收到 `Session Deletion Request` 且携带 `End Marker` 相关指示。 3. **N2/NGAP**：两次 `PDU SESSION RESOURCE SETUP`，对应两条N3 F-TEID。 4. **触发侧**：可观察到 NWDAF/PCF 的 `Npcf_SMPolicyControl_Update` 或AF经NEF的 `Traffic Influence` 创建。 > **TShark 示例**：`tshark -r cap.pcap -Y "5gsm.msg_type==0xc1 || pfcp.msg_type==50"` 可快速过滤建立与PFCP会话创建消息。 ### 8.2 常见故障点与排错思路 | 现象 | 可能根因 | 排查方向 | |------|---------|---------| | UE请求mode3被拒（cause #95/67等） | UDM签约未允许mode3；URSP未下发mode3 | 查UDM `SSC Modes`；查PCF下发的URSP | | 新会话建立失败 | 新PSA选择失败（DNAI无可达UPF）；N4会话建失败 | 查SMF UPF选择日志；查NRF UPF profile/DNAI配置 | | 业务中断明显 | 上层未感知IP变更；双窗口过短 | 查URSP是否绑定新流；查应用是否支持多宿主 | | 乱序/重复包 | End Marker未发送或迟到 | 查旧PSA N4删除是否带End Marker；查gNB处理 | | 旧会话不释放 | SMF间状态不同步；释放定时器未触发 | 查SMF-AMF UpdateSMContext链路 | ## 九、SSC模式3与其他方案的横向对比 | 维度 | SSC Mode 1 | SSC Mode 1 + UL CL | SSC Mode 2 | SSC Mode 3 | |------|-----------|--------------------|-----------|-----------| | PSA锚点 | 不变 | 不变（原锚点+本地锚点并存） | 变更 | 变更 | | UE IP | 不变 | 不变 | 变更 | 变更 | | 切换时序 | N/A（仅中间节点变） | 中间节点插入/移除 | 先拆后建 | **先建后拆** | | 业务中断 | 无 | 无 | 有（断） | 极低（软连续） | | 信令开销 | 低 | 中（插BP/UL CL） | 中 | **高**（完整重建+释放） | | 上层适配 | 无 | 无 | 需重连 | 需重连/多宿主 | | 典型场景 | 普通上网 | 本地分流+IP连续 | 容忍中断 | MEC重定位/大范围移动 | 可见模式3用**最高信令开销**换取**最优锚点+最低中断**的平衡，适合对二者都敏感的高价值业务。 --- ## 十、常见问题 **Q1: SSC模式3和模式2都换IP，本质区别是什么？** A: 时序不同。模式2是**break-before-make**（先释放旧会话，UE检测到释放后才重建，存在明显中断）；模式3是**make-before-break**（网络先触发UE建立新会话到同一DN，新旧并行，业务迁移后才释放旧会话，中断极低）。两者都换IP，但模式3靠双会话窗口实现软连续。 **Q2: 既然换IP，模式3还算"业务连续"吗？** A: 连续性分多个层次。模式3保证的是**会话级与锚点级连续性**（同一DN的连接不丢），但不保证**单IP连续性**。真正的无缝需上层配合（URSP把新流绑定到新会话、MPTCP多宿主、应用层快速重连）。这正是"会话与业务连续性"而非"IP连续性"命名的由来。 **Q3: 模式3重选一定换SMF吗？** A: 不一定。若UE仍在当前SMF服务区，**SMF不重选**，仅由该SMF选择新PSA并管理双会话。若UE移出SMF服务区，则AMF触发**SMF重选**（TS 23.501 §6.3.2）为新会话选新SMF，此时旧SMF与新SMF需经AMF协调释放旧会话。 **Q4: 抓包时如何一眼区分"模式3重建"与"普通新建会话"？** A: 看三个指纹：(1) 同UE同DNN+S-NSSAI短时间内出现两个不同PDU Session ID；(2) 两个会话的PDU Address（IP）不同；(3) 其中一个随后被RELEASE且N4删除带End Marker。三者同时出现即为模式3重选。 **Q5: UPF选择算法在标准中固定吗？为什么各厂商行为不同？** A: 不固定。TS 23.501 §6.3.3.3 只列举了SMF"可考虑"的输入（负载、analytics、DNAI、位置等），其NOTE明确"不使用额外参数"，即不规定组合权重公式。打分逻辑属实现细节，因此厂商间存在差异，这也是跨厂商互操作需充分测试的原因。 --- ## 参考来源 1. [3GPP TS 23.501 — System architecture for the 5G System (5GS)](https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/123500_123599/123501/) — §5.6.9.2.3 SSC Mode 3、§5.6.4 SSC模式选择、§6.3.3.3 UPF选择 2. [TS 23.501 §5.6.9.2.3 SSC Mode 3 — iTecSpec](https://itecspec.com/3gpp/23.501/s/5.6.9.2.3) — SSC Mode 3 规范原文核对 3. [TS 23.501 §6.3.3.3 Selection of an UPF — iTecSpec](https://itecspec.com/3gpp/23.501/s/6.3.3.3) — UPF选择输入参数 4. [3GPP TS 23.502 — Procedures for the 5G System](https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/123500_123599/123502/) — §4.3.2 PDU会话建立、§4.23.4 PSA重选流程 5. [SSC Modes - Session and Service Continuity in 5G — Techplayon](https://www.techplayon.com/ssc-modes-session-and-service-continuity-in-5g/) — 三模式工程解读 6. [5G PDU Session Establishment — ShareTechnote](https://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_PDUSessionEstablishment.html) — SSC模式与会话建立时序 7. [Session and Service Continuity Mode — Cisco Ultra Cloud Core SMF](https://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/ucc/smf/2025-03/config-and-admin/ucc-5g-smf-config-and-admin-guide-release-2025-03/m_session-and-service-continuity-mode.pdf) — SSC模式校验与End Marker实现 --- > 本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵**爱卫生**（微信ID: gprshome201101）维护，聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 > 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。 > [!tip] 51学通信知识星球 > **星主：爱卫生**（微信：gprshome201101）——公众号「51学通信」创办者，19 年通信行业运维与讲师经验，著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书（各大电商平台有售）。 > **星球定位**：深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域，主打运维岗位与信令分析。 > **当前规模**：5200 篇主题 / 990 个回答，198 元/年。 > **加入福利**：加入星球后请加爱卫生微信，拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题，另有群内分享。 > **AI 加持**：51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy，使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例，做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。