用于提供优化的绑定支持功能（BSF）分组数据单元（PDU）会话绑定发现响应的方法、系统和计算机可读介质与流程

用于提供优化的绑定支持功能(bsf)分组数据单元(pdu)会话绑定发现响应的方法、系统和计算机可读介质
1.优先权声明
2.本技术要求于2020年11月9日提交的美国专利申请序列no.17/093,016的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本文描述的主题涉及发现分组数据单元(pdu)会话绑定。更特别地，本文描述的主题涉及用于提供优化的bsf pdu会话绑定发现响应的方法、系统和计算机可读介质。


背景技术：

4.在电信网络中，服务端点是网络节点上的地址，它唯一标识向服务消费者提供服务的实体。服务端点可以包括互联网协议(ip)地址或ip地址和传输层端口号的组合，它也被称为ip端点。
5.在5g电信网络中，提供服务的网络节点被称为生产者网络功能(nf)。消费服务的网络节点被称为消费者nf。网络功能既可以是生产者nf也可以是消费者nf，这取决于它是在消费还是提供服务。
6.给定的生产者nf可能有许多服务端点。生产者nf向网络功能存储库功能(nrf)注册。nrf维护可用的nf实例及其支持的服务的nf简档。消费者nf可以订阅以接收关于已向nrf注册的生产者nf实例的信息。
7.除了消费者nf之外，另一种可以订阅以接收关于nf服务实例的信息的网络节点是服务通信代理(scp)。scp向nrf订阅并获得关于生产者nf服务实例的可达性和服务简档信息。消费者nf连接到服务通信代理，并且服务通信代理在提供所需服务的生产者nf服务实例之间对流量进行负载平衡，或直接将流量路由到目的地生产者nf。
8.现有3gpp服务体系架构的一个问题是，当与pdu会话绑定相关联的策略控制功能(pcf)的状态改变时，绑定支持功能(bsf)处的pdu会话绑定数据库中维护的pdu会话绑定信息可能不会更新。例如，在用户装备(ue)设备向网络注册之后，ue创建pdu会话以便与网络交换数据。作为pdu会话创建过程的一部分，策略控制功能(pcf)被指派给会话以生成会话的策略规则，以控制服务质量和会话计费。指派给会话的pcf向绑定支持功能(bsf)注册，并且bsf在其数据库中为会话创建绑定记录。寻求发现ue的pdu会话绑定的nf服务消费者通过使用bsf提供的发现api查询bsf来这样做。
9.nf服务消费者查询bsf时可能出现的一个问题是bsf维护的pdu会话绑定记录可能无法反映pcf的当前操作状态。例如，在创建绑定记录之后，与绑定记录相关联的pcf的操作状态可能例如由于pcf停止服务而更改。bsf消费者nf可能会寻求发现pdu会话绑定，以便向ue提供服务。但是，如果pdu会话绑定信息没有反映pcf的当前操作状态，那么nf可以接收停止服务的pcf的pdu会话绑定信息。因此，消费者nf可能会寻求联系非操作pcf，未能接收到响应，然后使用网络功能(nf)存储库功能(nrf)发起发现以获得ue的替代pcf会话绑定信
息。要求消费者nf联系bsf、联系非操作pcf、联系nrf，然后联系指派给pdu会话的替代pcf可能会导致向ue提供服务的延迟。
10.鉴于这些和其它挑战，存在对于用于提供优化的bsf pdu会话绑定发现响应的改进的方法和非暂态计算机可读介质的需要。


技术实现要素：

11.一种用于提供优化的绑定支持功能(bsf)分组数据单元(pdu)会话绑定发现响应的方法在包括至少一个处理器的bsf处执行。该方法包括维护pdu会话绑定记录的数据库。该方法还包括向网络功能(nf)存储库功能(nrf)订阅以接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的nf简档的更改通知。该方法还包括从nrf获得pdu会话绑定记录中识别的nf集合中的pcf实例的nf简档列表。该方法还包括响应于订阅从nrf接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合的至少一些nf简档的至少一个更改通知。该方法还包括从消费者nf接收pdu会话绑定发现请求。该方法还包括基于pdu会话绑定发现请求中的至少一个查询参数在pdu会话绑定记录的数据库中识别匹配的pdu会话绑定记录匹配。该方法还包括使用匹配的pdu会话绑定记录、从nrf接收到的nf简档列表中的一个nf简档列表和至少一些nf简档的至少一个更改通知来生成pdu会话绑定发现响应。该方法还包括将pdu会话绑定响应传输到消费者nf。
12.根据本文描述的主题的另一方面，获得nf简档列表包括将nrf发现请求传输到包含识别pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的属性的nrf。
13.根据本文描述的主题的另一方面，接收pdu会话绑定发现请求包括从使用n5接口联系绑定到会话的pcf的5g消费者网络功能(nf)接收超文本传输协议(http)消息。
14.根据本文描述的主题的另一方面，5g消费者nf包括应用功能(af)、网络开放功能(nef)、策略控制功能(pcf)和网络数据分析功能(nwdaf)中的一个。
15.根据本文描述的主题的另一方面，接收pdu会话绑定请求包括从使用rx接口联系绑定到会话的pcf的diameter(直径协议)节点接收diameter消息。
16.根据本文描述的主题的另一方面，使用使用rx接口的diameter节点的节点包括diameter中继代理(dra)。
17.根据本文描述的主题的另一方面，生成pdu会话绑定响应包括：为匹配的pdu会话绑定记录中识别的pcf实例的nf简档选择替代nf简档，并且在pdu会话绑定发现响应中包括该替代nf简档。
18.根据本文描述的主题的另一方面，选择替代nf简档包括：基于包括在匹配的pdu会话绑定记录中的属性来过滤所述一个nf简档列表，并且从过滤后的列表中选择替代nf简档。
19.根据本文描述的主题的另一方面，选择替代nf简档包括：基于特定于运营商的参数来过滤所述一个nf简档列表，并且从过滤后的列表中选择替代nf简档。
20.根据本文描述的主题的另一方面，用于提供优化的bsf pdu会话绑定发现响应的方法包括基于替代nf简档的属性来更新匹配的pdu会话绑定记录。
21.根据本文描述的主题的另一方面，提供了一种用于提供优化的绑定支持功能(bsf)分组数据单元(pdu)会话绑定发现响应的系统。该系统包括bsf，bsf包括至少一个处
理器和存储器。该系统还包括位于存储器中并且包含pdu会话绑定记录的pdu会话绑定数据库。该系统还包括由至少一个处理器实现的pcf实例跟踪器，用于向网络功能(nf)存储库功能(nrf)订阅以接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的nf简档的更改通知；从nrf获得pdu会话绑定记录中识别的nf集合中的pcf实例的nf简档列表；响应于订阅从nrf接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合的至少一些nf简档的至少一个更改通知；从消费者nf接收pdu会话绑定发现请求；以及基于pdu会话绑定发现请求中的至少一个查询参数，在pdu会话绑定记录的数据库中识别匹配的pdu会话绑定记录匹配；使用匹配的pdu会话绑定记录、从nrf接收到的nf简档列表中的一个nf简档列表和至少一些nf简档的至少一个更改通知来生成pdu会话绑定发现响应；以及将pdu会话绑定响应传输到消费者nf。
22.根据本文描述的主题的另一方面，pcf实例跟踪器被配置为通过以下来获得nf简档列表：将nrf发现请求传输到包含识别pdu会话绑定记录中识别的nf集合的属性的nrf。
23.根据本文描述的主题的另一方面，pcf实例跟踪器被配置为通过以下来生成pdu会话绑定响应：为匹配的pdu会话绑定记录中识别的pcf实例的nf简档选择替代nf简档，并且在pdu会话绑定发现响应中包括该替代nf简档。
24.根据本文描述的主题的另一方面，pcf实例跟踪器被配置为通过以下来选择替代nf简档：基于匹配的pdu会话绑定记录中包括的至少一个属性和特定于运营商的参数来过滤所述一个nf简档列表，并且从过滤后的列表中选择替代nf简档。
25.根据本文描述的主题的另一方面，pcf实例跟踪器被配置为基于替代nf简档的属性来更新匹配的pdu会话绑定记录。
26.根据本文描述的主题的另一方面，提供了一种其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读介质，该可执行指令在由计算机的处理器执行时控制计算机执行步骤。这些步骤在包括至少一个处理器的绑定支持功能(bsf)处执行。这些步骤包括维护分组数据单元(pdu)会话绑定记录的数据库。这些步骤还包括向网络功能(nf)存储库功能(nrf)订阅以接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的nf简档的更改通知。这些步骤还包括从nrf获得pdu会话绑定记录中识别的nf集合中的pcf实例的nf简档列表。这些步骤还包括响应于订阅从nrf接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合的至少一些nf简档的至少一个更改通知。这些步骤还包括从消费者nf接收pdu会话绑定发现请求。这些步骤还包括基于pdu会话绑定发现请求中的至少一个查询参数在pdu会话绑定记录的数据库中识别匹配的pdu会话绑定记录匹配。这些步骤还包括使用匹配的pdu会话绑定记录、从nrf接收到的nf简档列表中的一个nf简档列表和至少一些nf简档的至少一个更改通知来生成pdu会话绑定发现响应。这些步骤还包括将pdu会话绑定响应传输到消费者nf。
27.本文描述的主题可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。由此，如本文使用的术语“功能”、“节点”或“模块”是指用于实现所描述的特征的硬件，其还可以包括软件和/或固件组件。在一个示例性实施方式中，本文描述的主题可以使用其上存储有计算机可执行指令的计算机可读介质来实现，计算机可执行指令在由计算机的处理器执行时，控制计算机执行本文描述的步骤中的任何一个或多个步骤。适用于实现本文描述的主题的示例性计算机可读介质包括非暂态计算机可读介质，诸如盘存储器设备、芯片存储器设备、可编程逻辑设备和专用集成电路。此外，实现本文描述的主题的计算机可读介质可以位于单个设备或计算平台上，或者可以分布在多个设备或计算平台上。
附图说明
28.现在将参考附图解释本文描述的主题，其中：
29.图1是图示示例性5g网络体系架构的网络图；
30.图2是图示绑定支持功能和传递绑定支持功能的节点的网络图；
31.图3是图示在bsf和消费者nf之间交换的用于注册和发现服务的示例性消息的消息流图；
32.图4是图示在bsf和nf服务消费者之间交换的用于支持策略授权服务的n5接口的nf服务消费者的pdu会话绑定发现服务的示例性消息的消息流图；
33.图5是图示在bsf和diameter消费者nf之间交换的用于pdu会话绑定发现服务的示例性消息以及在diameter消费者和绑定到pdu会话的pcf之间的rx接口上的后续信令的消息流图；
34.图6是图示当pcf操作状态在pdu会话绑定建立后更改时发现指派给会话的替代pcf的标识(identity)所需的示例性消息传递的消息流图；
35.图7是图示通过pcf实例跟踪以针对pdu会话绑定数据库中呈现pdu会话绑定的pcf实例来维护操作状态信息的bsf的框图；
36.图8是图示当bsf实现pcf实例跟踪时在pcf实例、bsf和nrf之间交换的示例性消息的消息流图；
37.图9是图示由bsf执行的用于pcf实例跟踪和向消费者nf提供优化的pdu会话绑定发现响应的示例性步骤的流程图；以及
38.图10是图示当pcf的操作状态更改时由bsf执行的用于选择替代pcf简档以在pdu会话绑定发现响应中提供的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
39.本文描述的主题涉及用于提供优化的bsf pdu会话绑定发现响应的方法、系统和计算机可读介质。图1是图示示例性5g系统网络体系架构的框图。图1中的体系架构包括nrf 100和scp 101，它们可以位于同一个家庭公共陆地移动网络(hplmn)中。如上所述，nrf 100可以维护可用的生产者nf服务实例及其支持的服务的简档，并允许消费者nf或scp订阅和被通知新的/更新后的生产者nf服务实例的注册。scp 101还可以支持服务发现和生产者nf的选择。此外，scp 101可以对消费者和生产者nf之间的连接执行负载平衡。
40.nrf 100是nf简档的存储库。为了与生产者nf通信，消费者nf或scp必须从nrf 100获得nf简档。nf简档是在3gpp ts29.510中定义的json数据结构，用于存储关于nf服务实例的信息。nf简档定义包括fqdn、ipv4地址或ipv6地址中的至少一个。但是，不要求nf简档包括与位于生产者nf服务实例上的生产者nf服务端点相关联的单独ip地址或ip端点。
41.在图1中，节点中的任何一个(scp 101和nrf 100除外)都可以是消费者nf或生产者nf，取决于它们是请求服务还是提供服务。在图示示例中，节点包括在网络中执行策略相关操作的策略控制功能(pcf)102、管理用户数据的用户数据管理(udm)功能104和提供应用服务的应用功能(af)106。图1中图示的节点还包括管理接入和移动管理功能(amf)110与pcf 102之间的会话的会话管理功能(smf)108。amf 110执行与4g网络中由移动性管理实体(mme)执行的移动性管理操作类似的移动性管理操作。认证服务器功能(ausf)112为诸如
ue114之类的寻求接入到网络的用户装备(ue)执行认证服务。
42.网络切片选择功能(nssf)116为寻求访问与网络切片相关联的特定网络能力和特性的设备提供网络切片服务。网络开放功能(nef)118为寻求获得关于物联网(iot)设备和附接到网络的其它ue的信息的应用功能提供应用编程接口(api)。nef 118执行与4g网络中的服务能力开放功能(scef)类似的功能。
43.无线电接入网络(ran)120经由无线链路将ue 114连接到网络。可以使用g-node b(gnb)(图1a中未示出)或其它无线接入点来接入无线电接入网络120。用户平面功能(upf)122可以支持用于用户平面服务的各种代理功能。这种代理功能的一个示例是多路径传输控制协议(mptcp)代理功能。upf 122还可以支持可以由ue 114使用以获得网络性能测量的性能测量功能。图1中还图示了数据网络(dn)124，ue通过数据网络(dn)124访问数据网络服务，诸如互联网服务。
44.图2是图示附加的5g nf(即绑定支持功能(bsf))的网络图，附加的5g nf存储pdu会话和pcf之间的绑定并允许发现到其它节点的绑定。在图2中，bsf 200提供称为nbsf_management服务的服务。nbsf_management服务在3gpp ts 29.521中定义。
45.一般而言，nbsf_management服务用于bsf提供pdu会话绑定功能，它确保对pdu会话的af请求到达持有pdu会话信息的pcf。nbsf_management服务允许消费者注册、更新和移除绑定信息。nbsf_management服务还允许消费者检索绑定信息。
46.在图2中，由bsf 200提供的服务的消费者包括pcf 102、nef 118、af 106和网络数据分析功能(nwdaf)200。
47.当分配了ipv4地址和/或ipv6前缀或者mac地址用于pdu会话时，pcf 102在bsf中为ue注册绑定信息。当ue地址信息对于pdu会话更改时，pcf 102也更新与bfsbsf 200的绑定信息。当释放ipv4地址和/或ipv6前缀或者mac地址不用于pdu会话时，pcf 102移除bsf 200中的绑定信息。
48.nef 118为af 106提供了一种与用于对3gpp网络进行策略控制的策略框架安全交互的手段。在此过程期间，任何nef 118都需要使用nbsf_management_discovery服务操作来发现所选择的pcf。
49.当允许af 106直接与用于策略控制的策略框架交互时，af 106使用nbsf_management_discovery服务操作来发现pcf。nwdaf 202使用nbsf_management_discovery服务来发现所选择的pcf。
50.下面所示的表1例示了nbsf_management服务的操作。
[0051][0052]
表1：nbsf_management服务的操作
[0053]
在表1中，bsf提供的nbsf_management服务包括nbsf_management_register服务、nbsf_management_deregister服务、nbsf_management_discovery服务和nbsf_management_update服务。nbsf_management_register和nbsf_management_deregister服务是pcf用来为ue注册和注销会话绑定的服务。当pdu会话的ue地址更改时，pcf使用nbsf_management_update服务来为ue更新会话绑定。nbsf_management_discovery服务允许nf服务消费者(诸如nef、af和nwdaf)发现ue的pdu会话绑定信息。本文描述的主题nbsf_management_discovery服务通过订阅以接收绑定到pdu会话的pcf的更新后的pcf注册状态信息并使用可达pcf实例的nf简档响应pdu会话绑定发现请求来增强。
[0054]
图3图示了针对pcf注册状态没有在pdu会话绑定注册和发现之间更改的情况、在pcf向bsf 200注册会话绑定信息并且消费者nf发现会话绑定信息时的示例性消息流。参考图3，在步骤1中，pcf实例102n在bsf 200处为pdu会话创建绑定。充当nf服务消费者的pcf实例102n可以提供设置为nf_set的在“pcfsetid”属性和“bindlevel(绑定级别)”属性内的pcf集合id，或者提供在“pcfsetid”属性内的pcf集合id、设置为nf_instance的在“bindlevel”属性内和在“pcfid”属性内的pcf实例id。bindlevel属性定义了pdu会话绑定的级别，并指示绑定到会话的单个pcf实例或指派给pdu会话的一组pdf实例(称为nf集合)。
如果bindlevel属性设置为nf_instance，那么将单个pcf实例指派给pdu会话。如果bindlevel属性设置为nf_set，那么pcf的整个集合被绑定到pdu会话。在图3中，pcf集合300包括多个pcf实例102
1-102n，它们可以作为集合绑定到相同的pdu会话。在任一种情况下，执行注册的pcf还将针对为会话提供策略服务的pcf实例，指定pcf端点识别参数。该信息将由bsf服务消费者在发现请求中使用，以获得pdu会话绑定信息。
[0055]
在图3的步骤2中，可以是af 106、nef 118或替代pcf 102中的任一个的消费者nf发送bsf发现请求以获得可以用于n5/rx消息的端点的细节。bsf 200向消费者nf 106、118或102提供绑定信息。在步骤3中，消费者nf 106、118或102与对应的pcf实例执行n5/rx消息传递。
[0056]
下面所示的表2例示了可以由pcf向bsf 200注册的示例性pcf绑定数据。
[0057]
[0058][0059]
表2：pcf向bsf注册的pcf绑定数据在表2中，在属性名称列中，pcffqdn、pcfipendpoints、pcfdiamhost、pcfdiamrealm、pcfsmipendpoints、pcfid、pcfsetid和bindlevel属性是在bsf中创建或注册绑定记录的pcf设置的pcf标识属性。对于来自使用n5接口联系绑定到会话的pcf的消费者nf的发现请求，消费者nf将在n5接口上使用pcffqdn和pcfipendpoints属性来联系pcf。对于来自使用rx接口联系绑定到会话的pcf的dra/af的发现请求，dra/af将使用pcfdiamhost和pcfdiamrealm属性联系pcf。如果另一个pcf尝试注册同一订户+dnn+snssai的绑定，那么替代pcf将使用pcfsmfqdn和pcfsmipendpoints。如上所
述，作为nf服务消费者的pcf可以提供设置为nf_set的在pcfsetid属性和bindlevel属性内的pcf集合id，或者提供在pcfsetid属性内的pcf集合id、设置为nf_instance的在bindlevel属性内和在pcfid属性内的pcf实例id。这些属性的不同设置对于提供优化的pdu会话绑定发现响应的重要性将在下面关于图9和10详细解释。
[0060]
图4图示了使用n5接口联系绑定到会话的pcf的消费者nf的nbsf_management_discovery服务的示例性消息流。参考图4，可以是图2和图3中所示的任何服务消费者的nf服务消费者400调用nbsf_management_discovery服务选项以获得在bsf中pdu会话的所选择的pcf的地址信息(步骤1)。该服务是通过发送http get消息来调用的，该http get消息包括bsf用来定位任何对应会话绑定的“查询参数”。根据3gpp ts 29.521，查询参数包括ue地址，并且可以包括supi或gpsi、dnn和可选的s-nssai，以及ipv4地址域。在接收到http get消息后，bsf 200搜索与查询参数匹配的pdu会话绑定信息。在步骤3中，如果来自nf服务消费者的http请求被接受并且存在与查询参数匹配的会话绑定资源，那么bsf在响应主体中使用如由pcf在nbsfmanagement_register服务操作期间提供的对应pcfbinding数据结构回复http 200ok响应。上面的表2是将响应于发现请求而提供给消费者nf的pcfbinding数据结构的示例。
[0061]
图5是图示pdu会话绑定发现处理和后续rx会话建立的消息流图。在图5中，bsf 200接收发现请求，在diameter协议中发现请求是来自af/dra 500的rx-aar-i消息。bsf 200包括接收和处理diameter消息的diameter网关504、处置diameter层连接的diameter连接器506和实现nbsf_management_discovery服务的绑定服务508。
[0062]
pcf 102包括执行接收到的diameter消息的处理的diameter网关510和处置diameter连接的diameter连接器512。pcf 102还包括为pdu会话做出策略决定的策略服务514、创建策略的策略授权服务516、创建会话绑定的会话管理服务518。pcf 102与会话管理功能108交互以向会话管理功能108通知策略决定。
[0063]
在图5中所示的消息流中，在第1行中，af/dra 500向bsf 200的diameter网关504发送rx-aar-i消息。diameter网关504接收消息并在第2行中向diameter连接器506发送rx-aar-i消息。diameter连接器506响应于接收到rx-aar-i消息，向绑定服务508发送nbsf_management_discovery消息。绑定服务508基于nbsf_management_discovery消息中的查询参数在绑定数据库中执行查找。在第4行中，绑定服务508将绑定发现结果发送到diameter连接器506。在第5行中，diameter连接器506将绑定结果发送到diameter网关504。
[0064]
在接收到pdu会话绑定信息后，af/dra 500在rx接口上发起与指派给会话的pcf的联系。在消息流图的第6行中，diameter网关504向pcf 102的diameter网关510发送rx-aar-i代理消息。在第7行中，diameter网关510向diameter连接器512发送rx-aar-i代理消息。在第8行中，diameter连接器512向pa服务516发送npcf_policy_authorization_create消息。在第9行中，pa服务516向会话管理服务518发送会话绑定请求。在第10行中，会话服务518向pa服务516发送会话绑定回复。在第11行中，pa服务516向diameter连接器512发送创建回复消息。在第12行中，diameter连接器512向diameter网关510发送rx-aaa-i消息。在第13行中，diameter网关510向diameter网关504发送rx-aaa-i消息。在第14行中，diameter网关504向af/dra 500发送rx-aaa-i消息发送。
[0065]
在第10行发送会话绑定回复之后，sm服务518向策略服务514发送策略评估消息。
策略服务514基于策略的应用做出决定并且在第16行中向sm服务518发送策略决定。sm服务518应用策略决定并在第17行中向smf 108发送策略关联通知规则。
[0066]
如果在bsf中创建绑定记录之后pcf的操作状态发生更改，那么会出现许多问题和低效率。例如，如果pcf服务实例在网络中断期间或由于服务问题而离线，那么bsf维护的绑定不是最新的，并且可能需要重新运行nrf发现过程以找到替代pcf实例。当用于联系pcf实例的sm、pa和diameter实体变得不可达时，可能会出现其它问题。当网络运营商将新的ip地址、fqdn或其它标识指派给pcf时，绑定信息中发布的sm/pa/diameter实体也可能会更改。这些更改使得bsf绑定表中列出的实体无法访问，并且如果没有本文描述的主题，那么需要手动程序来更新bsf绑定记录以更正这些差异。
[0067]
图6图图示了由bsf200维护的绑定数据库中出现差异时可能发生的消息流。参考图6，在步骤1中，pcf 102n的pcf服务宕机。因此，存储在bsf 200中的用于pcf 102n的pcf信息不能用于处理n5或rx消息。在步骤2中，af/nef/pcf 106、118或102尝试执行对存储在bsf中的绑定信息的发现。bsf 200用绑定信息进行响应以识别故障的pcf 102n。
[0068]
在步骤3中，在接收到发现响应后，af/nef/pcf 106、118或102尝试联系在绑定响应中识别的pcf实例102n。但是，pcf 102n不可用。因此，在未能接收到响应时，af/nef/pcf 106、118或102发起与nrf 100的nf发现过程以识别新的pcf实例。在步骤5中，消费者nf 106、118或102执行与替代pcf实例1021的n5或rx消息信令。
[0069]
bsf绑定数据库中pcf实例不可用导致的一个问题是处理来自消费者nf的服务请求的延迟。如上所述，在尝试到达原始pcf失败后，消费者nf发起nrf发现过程，并在接收到来自nrf的发现响应后将请求重新路由到新的pcf。与bsf执行发现、联系pcf的失败尝试以及与nrf执行发现所需的时间导致向消费者nf提供的服务延迟。
[0070]
与bsf维护的过时绑定信息相关联的另一个问题是nrf处的发现风暴。当pcf实例失败时，所有具有失败的pcf实例的绑定记录的消费者作为服务pcf实例将发起与nrf的发现，以找到为ue服务的替代pcf的标识。这可能会导致nrf由于nrf处发现消息的风暴而变得不堪重负。
[0071]
与发现相关联的其它挑战包括非5g节点(诸如diameter中继代理(dra))可能无法使用nrf执行5g发现的事实。因此，当从bsf接收到的绑定信息不正确或不是最新的时，dra没有替代路由可以尝试。类似地，af可能缺乏运行nrf发现来选择替代pcf的能力。这也限制了af由替代pcf来提供服务的可能性。
[0072]
为了避免这些困难，bsf可以订阅nrf以在bsf维护的pdu会话绑定数据库中持续跟踪对应pcf集合的已注册pcf实例。bsf在处理bsf_discovery请求时，如果绑定记录存在于包含绑定级别信息的bsf数据库中，那么bsf可以运行下面表3中列出的附加逻辑，以验证绑定发现响应中是否存在可达端点。
[0073][0074][0075]
表3：pcf实例跟踪
[0076]
下面将详细描述bsf在表3中所示的各种场景中的操作。
[0077]
图7图示了该解决方案的概览。在图7中，bsf 200包括至少一个处理器700和存储器702。bsf 200还包括pcf实例跟踪器704，其可以在可由处理器700执行的软件中实现。pcf实例跟踪器704向nrf 100订阅以获得其绑定数据存储在绑定数据库706中的pcf实例的最新注册状态和nf简档信息，并基于更新后的注册状态和nf简档信息生成优化的bsf pdu会话绑定发现响应。
[0078]
图8图示了在bsf 200、pcf实例1021和nrf 100之间交换的与跟踪注册的pcf实例相关联的示例性消息传递。作为解决方案的一部分，bsf 200为对应的“(一个或多个)pcfset”持续跟踪已注册的pcf实例。例如，当来自pcf nf集合“set 1”的任何pcf实例创建第一绑定时，bsf 200向nrf 100订阅以监视用pcf集合id“set1”向nrf 100注册的所有pcf实例。bsf 200还跟踪给定pcf nf集合id的存储的绑定记录的数量。当给定nf集合id的计数器变为0时，bsf 200向nrf 100取消订阅该nfset。
[0079]
参考图8中的消息流，在第1行中，pcf集合set1的pcf实例1021向bsf200发送注册消息以创建pcf实例1021和pdu会话之间的pdu会话绑定。在第2行中，bsf 200创建会话绑
定、在pdu会话绑定数据库中创建对应的记录，并使用指示绑定已创建的http 201消息响应pcf实例1021。在行中，bsf 200确定在第1行中接收到的注册消息是否是接收到的针对pcf集合set1的第一条消息。在这个示例中，bsf 200确定注册消息是接收到的针对pcfset set1的第一条消息。因此，在消息流图的第4行中，bsf 200向nrf 100订阅以接收nf集合set1中的nf实例状态的更改通知。在消息流图的第5行中，nrf 100处理pcfset set1的订阅请求、创建订阅，并响应bsf 200指示订阅已创建。一旦订阅被创建，每当set1中的任何nf实例的状态更改时，bsf 200将接收到来自nrf 100的通知，直到bsf 200为订阅维护的定时器到期并且bsf 200向nrf 100取消订阅pcf集合的状态。在消息流图的第6行中，bsf 200调用nnrf发现服务以发现nfset set1中的pcf简档。在第7行中，nrf 100以200ok消息响应，200ok消息包括set1中pcf的列表nf简档。成功订阅后，nrf仅从订阅点通知订阅数据的更改。因此，bsf需要第6行来获取nfset中所有pcf实例的列表，以及它们在nrf处的当前状态。
[0080]
在图8中的消息流之后，bsf 200将拥有集合1中pcf的nf简档列表，并将向nrf订阅以接收pcf状态的更新。每当set1中任何pcf的nf简档更改时，nrf将通知bsf。状态更改的示例包括注销、ip地址更改等。如下面将详细描述的，bsf 200将使用该信息来向寻求从bsf 200发现pdu会话绑定信息的消费者nf提供优化的发现响应。
[0081]
图9是图示由bsf200在处理来自消费者nf的pdu会话绑定发现请求消息时执行的示例性处理的流程图。参考图9，在步骤900中，bsf 200从消费者nf接收绑定发现请求。消费者nf可以是af、nef、另一个pcf或nwdaf。在步骤902中，bsf 200确定绑定数据是否存在于绑定数据库中以及用于维护pcf状态信息的该解决方案是否被启用。如果解决方案被启用，那么控制进行到步骤904，其中bsf 200确定绑定级别属性是否被设置在pdu会话绑定数据库中的记录中的绑定记录中，该pdu会话绑定数据库包含发现请求所请求的绑定数据。如表2中所示，绑定级别属性定义最初创建绑定的级别。如果设置了绑定级别属性，那么控制进行到步骤906，其中bsf 200确定绑定级别是否是nf_instance。
[0082]
如果绑定级别被设置为nf_instance，那么这指示记录的绑定级别是单个pcf实例，并且控制进行到步骤908，其中bsf 200检查nrf报告的具有相同pcfid的pcf简档的状态，其指示对应的pcf仍在向nrf注册。如果pcf仍被注册，那么控制进行到步骤910，其中bsf 200确定绑定记录中为pcf实例存储的参数是否与为pcf实例向nrf注册的nf简档中的对应细节匹配。如果参数匹配，那么控制进行到步骤912，其中bsf 200发送绑定发现响应，该绑定发现响应指示pcf的pcf实例简档匹配绑定发现请求中的查询参数(诸如ue地址)。
[0083]
返回到步骤910，如果在绑定记录中为pcf实例存储的pcfdiamhost、pcfdiamrealm、pcfsmipendpoints或pcfsmfqdn与为pcf实例向nrf注册的nf简档中的对应细节不匹配，那么发现响应中的参数需要使用向nrf注册的匹配pcf简档的参数进行更新。因此，控制进行到步骤922，其中不匹配的属性在绑定响应中被更新并且响应被发送到消费者nf。
[0084]
返回到步骤902，如果不存在绑定数据和/或解决方案未启用，那么执行默认行为并且控制进行到步骤912，其中发送绑定发现响应。如果不存在绑定数据，那么绑定发现响应将指示不存在与绑定发现请求中的查询参数匹配的bsf存储的绑定数据。
[0085]
返回到步骤904，如果在绑定发现请求中未设置绑定级别属性，那么bsf无法使用在nrf处注册的pcf简档来验证来自绑定数据的pcf实例细节。因此，控制进行到步骤912，其
中发送具有如存储在绑定数据库中的pcf信息的绑定发现响应。
[0086]
返回到步骤906，如果绑定数据中的绑定级别没有设置为nf_instance，那么控制进行到步骤914，其中确定绑定级别是否设置为nf_set。如果绑定级别设置为nf_set，那么控制进行到步骤916，其中bsf 200确定绑定记录中的pcffqdn和pcfipendpoints参数是否与针对绑定记录中的pcfsetid向nrf注册的(由bsf在发现响应中接收并如通过从bsf接收到的任何状态通知修改的)任何pcf简档的参数匹配。如果参数与向nrf注册的任何pcf简档的参数匹配，那么控制进行到步骤918，其中bsf 200确定pcf pcfdiamhost、pcfdiamrealm、pcfsmfqdn、pcfsmipendpoints参数是否与在步骤916中识别为匹配的对应pcf简档的参数匹配。如果步骤918中的参数匹配，那么这指示向nrf注册的pcf简档与绑定记录中的细节匹配，并且控制进行到步骤912，其中将具有pcf简档的绑定发现响应发送到消费者nf。
[0087]
返回到步骤908，如果绑定级别设置为nf_instance，并且nrf报告的与pcfid和pcfsetid匹配的pcf简档的状态信息不再向nrf注册，那么bsf不能向服务消费者提供pdu会话绑定信息。在这种情况下，bsf可以响应服务消费者指示没有可用的绑定信息并执行清理或删除对应绑定记录的动作。如果没有本文描述的解决方案，bsf将用不再向nrf注册的pcf的pcf简档来响应发现请求。这将导致上述低效率，其中服务消费者尝试联系pcf，但不成功，并联系nrf以获得pdu会话的更新后的绑定信息。
[0088]
返回到步骤914，如果bindlevel(绑定级别)没有设置为nf_set或nf_instance，那么绑定级别是未知的，因为这是3gpp规范允许的仅有的两个允许的绑定级别。因此，控制进行到步骤912，其中bsf 200向消费者nf发送绑定发现响应，指示pcf和绑定数据库中存储的绑定信息被发送
[0089]
返回到步骤916，如果与查询参数匹配的绑定记录中的pcffqdn和pcfipendpoints不匹配向nrf注册的任何pcf简档，那么控制进行到步骤920，其中bsf 200选择替代pcf简档并向消费者nf发送具有替代pcf简档的发现响应。下面关于图10描述由bsf 200执行以选择替代pcf简档的步骤的细节。
[0090]
返回到步骤918，如果与查询参数匹配的绑定记录中的pcffqdn和pcfipendpoints与注册的pcf简档之一匹配，但pcfdiamhost、pcfdiamrealm、pcfsmipendpoints或pcfsmfqdn与对应的pcf简档不匹配，那么发现响应中的参数需要使用向nrf注册的匹配pcf简档的参数进行更新。因此，控制进行到步骤922，其中不匹配的属性在绑定响应中被更新并且该响应被发送到消费者nf。
[0091]
图10图示了由图9中的步骤920所示的用于选择替代pcf简档的示例性步骤。参考图10，选择替代pcf简档开始于步骤1000，其中bsf 200在从nrf到bsf的发现响应中从nrf接收到的pcf简档列表(参见图8中的步骤7)或稍后通过由于订户nfset的(一个或多个)pcf简档的状态更改而发出的通知，创建与绑定记录的pcfsetid匹配的pcf简档列表。在步骤1002中，bsf 200确定绑定记录是否具有pcfsmfqdn或pcfsmipendpoints属性。如果bsf 200确定绑定记录具有pcfsmfqdn或pcfsmipendpoints属性，那么控制进行到步骤1003，其中bsf 200过滤简档以定位支持会话管理服务的至少一个实例的简档。如果在步骤1002中bsf 200确定绑定记录不具有pcfsmfqdn或pcfsmipendpoints属性，那么绕过步骤1003。
[0092]
在步骤1000或1003之后，控制然后进行到步骤1004，其中bsf 200确定绑定记录是否具有pcffqdn或pcfipendpoints属性。如果绑定记录包括这些属性，那么控制进行到步骤
specification group core network and terminals；5g system；binding support management service；stage 3(release 16),v16.5.0(2020-09).
[0102]
2. 3gpp ts 29.510；3
rd generation partnership project；technical specification group core network and terminals；5g system；network function repository services；stage 3(release 16),v16.5.0(2020-09).
[0103]
将理解的是，当前公开的主题的各种细节可以改变，而不脱离当前公开的主题的范围。此外，前述描述仅用于说明的目的，而非用于限制的目的。

技术特征：
1.一种用于提供优化的绑定支持功能(bsf)分组数据单元(pdu)会话绑定发现响应的方法，所述方法包括：在包括至少一个处理器的bsf处：维护分组数据单元(pdu)会话绑定记录的数据库；向网络功能(nf)存储库功能(nrf)订阅以接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的nf简档的更改通知；从nrf获得pdu会话绑定记录中识别的nf集合中的pcf实例的nf简档列表；响应于订阅，从nrf接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合的至少一些nf简档的至少一个更改通知；从消费者nf接收pdu会话绑定发现请求；基于pdu会话绑定发现请求中的至少一个查询参数，在pdu会话绑定记录的数据库中识别匹配的pdu会话绑定记录匹配；以及使用匹配的pdu会话绑定记录、从nrf接收到的nf简档列表中的一个nf简档列表和至少一些nf简档的至少一个更改通知，生成pdu会话绑定发现响应；以及将pdu会话绑定响应传输到所述消费者nf。2.如权利要求1所述的方法，其中获得nf简档列表包括将nrf发现请求传输到包含识别pdu会话绑定记录中识别的nf集合的属性的nrf。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中接收pdu会话绑定发现请求包括从使用n5接口联系绑定到会话的pcf的5g消费者网络功能(nf)接收超文本传输协议(http)消息。4.如权利要求3所述的方法，其中5g消费者nf包括应用功能(af)、网络开放功能(nef)、策略控制功能(pcf)和网络数据分析功能(nwdaf)中的一个。5.如任何前述权利要求所述的方法，其中接收pdu会话绑定请求包括从使用rx接口联系绑定到会话的pcf的diameter节点接收diameter消息。6.如权利要求5所述的方法，其中使用使用rx接口的diameter节点的节点包括diameter中继代理(dra)或基于diameter的应用服务器。7.如任何前述权利要求所述的方法，其中生成pdu会话绑定响应包括为匹配的pdu会话绑定记录中识别的pcf实例的nf简档选择替代nf简档并且在pdu会话绑定发现响应中包括该替代nf简档。8.如权利要求7所述的方法，其中选择替代nf简档包括基于包括在匹配的pdu会话绑定记录中的属性来过滤所述一个nf简档列表并且从过滤后的列表中选择替代nf简档。9.如权利要求7所述的方法，其中选择替代nf简档包括基于特定于运营商的参数来过滤所述一个nf简档列表并且从过滤后的列表中选择替代nf简档。10.如权利要求7至9中的任一项所述的方法，包括基于替代nf简档的属性来更新匹配的pdu会话绑定记录。11.一种用于提供优化的绑定支持功能(bsf)分组数据单元(pdu)会话绑定发现响应的系统，所述系统包括：bsf，包括至少一个处理器和存储器；pdu会话绑定数据库，位于所述存储器中并且包括pdu会话绑定记录；pcf实例跟踪器，由所述至少一个处理器实现，用于向网络功能(nf)存储库功能(nrf)
订阅以接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的nf简档的更改通知；从nrf获得pdu会话绑定记录中识别的nf集合中的pcf实例的nf简档列表；响应于订阅，从nrf接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合的至少一些nf简档的至少一个更改通知；从消费者nf接收pdu会话绑定发现请求；以及基于pdu会话绑定发现请求中的至少一个查询参数，在pdu会话绑定记录的数据库中识别匹配的pdu会话绑定记录匹配；使用匹配的pdu会话绑定记录、从nrf接收到的nf简档列表中的一个nf简档列表和至少一些nf简档的所述至少一个更改通知，生成pdu会话绑定发现响应；以及将pdu会话绑定响应传输到所述消费者nf。12.如权利要求11所述的系统，其中所述pcf实例跟踪器被配置为通过以下来获得nf简档列表：将nrf发现请求传输到包含识别pdu会话绑定记录中识别的nf集合的属性的nrf。13.如权利要求11或权利要求12所述的系统，其中pdu会话绑定发现请求包括来自使用n5接口联系绑定到会话的pcf的5g消费者网络功能(nf)的超文本传输协议(http)消息。14.如权利要求13所述的系统，其中5g消费者nf包括应用功能(af)、网络开放功能(nef)、策略控制功能(pcf)和网络数据分析功能(nwdaf)中的一个。15.如权利要求11至14中的任一项所述的系统，其中pdu会话绑定包括来自使用rx接口联系绑定到会话的pcf的diameter节点的diameter消息。16.如权利要求15所述的系统，其中使用使用rx接口的diameter节点的节点包括diameter中继代理(dra)。17.如权利要求11至16中的任一项所述的系统，其中所述pcf实例跟踪器被配置为通过以下来生成pdu会话绑定响应：为匹配的pdu会话绑定记录中识别的pcf实例的nf简档选择替代nf简档，并且在pdu会话绑定发现响应中包括该替代nf简档。18.如权利要求17所述的系统，其中所述pcf实例跟踪器被配置为通过以下来选择替代nf简档：基于包括在匹配的pdu会话绑定记录中的至少一个属性和特定于运营商的参数来过滤所述一个nf简档列表，并且从过滤后的列表中选择替代nf简档。19.如权利要求17所述的系统，其中所述pcf实例跟踪器被配置为基于替代nf简档的属性来更新匹配的pdu会话绑定记录。20.一种其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述可执行指令在由计算机的处理器执行时，控制所述计算机执行包括以下的步骤：在包括至少一个处理器的绑定支持功能(bsf)处：维护分组数据单元(pdu)会话绑定记录的数据库；向网络功能(nf)存储库功能(nrf)订阅以接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合或pcf实例的nf简档的更改通知；从nrf获得pdu会话绑定记录中识别的nf集合中的pcf实例的nf简档列表；响应于订阅，从nrf接收pdu会话绑定记录中识别的nf集合的至少一些nf简档的至少一个更改通知；从消费者nf接收pdu会话绑定发现请求；基于pdu会话绑定发现请求中的至少一个查询参数，在pdu会话绑定记录的数据库中识别匹配的pdu会话绑定记录匹配；以及使用匹配的pdu会话绑定记录、从nrf接收到的nf简档列表中的一个nf简档列表和至少一些nf简档的所述至少一个更改通知，生成pdu会话绑定发现响应；以及
将pdu会话绑定响应传输到所述消费者nf。

技术总结
一种用于提供优化的BSF PDU会话绑定发现响应的方法，包括：维护PDU会话绑定数据库；向NRF订阅以接收PCF实例的NF简档或PDU会话绑定记录中识别的NF集合的更改通知；以及从NRF获得PDU会话绑定记录中识别的NF集合中的PCF实例的NF简档列表。该方法还包括响应于订阅从NRF接收PDU会话绑定记录中识别的NF集合的至少一些NF简档的至少一个更改通知。该方法还包括从消费者NF接收PDU会话绑定发现请求，以及使用PDU会话绑定记录、从NRF获得的NF简档列表和至少一些NF简档的更改通知来响应PDU会话绑定发现请求。定发现请求。定发现请求。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：甲骨文国际公司
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2023/8/9