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BSF 实践篇 #15

5GC实践篇之BSF篇第9篇：会话信息删除

《5G核心网原理与实践》实践篇 · BSF 网元功能

5GC实践篇之BSF篇第9篇：会话信息删除

作者：爱卫生

1 测试背景与用例简介

在第7篇中，我们详细剖析了BSF会话绑定信息的创建过程——当UE建立PDU会话时，SMF选择PCF并在BSF中创建"PDU会话信息与PCF实例"的映射记录。第8篇讨论了BSF如何通过服务授权机制保护这些绑定信息的安全访问。

本篇则聚焦于会话绑定的"终点"——会话绑定信息的删除（Session Binding Deletion）。

在5G核心网中，PDU会话是有生命周期的。当用户主动释放会话（如关机、切换飞行模式）、网络侧发起释放（如策略变更、资源回收）或会话因异常而中断时，对应的会话绑定信息也应该被及时清理。否则，BSF中将积累大量过期的绑定记录，不仅浪费存储资源，还可能导致AF查询到已经无效的PCF地址，引发策略控制失败。

本测试用例验证的核心场景是：当UE的PDU会话释放后，SMF和内置BSF能否正确清除该会话的绑定信息。

会话绑定删除的触发条件

会话绑定信息的删除通常由以下事件触发：

  1. UE发起的PDU会话释放：UE主动请求释放会话（Deregistration或PDU Session Release）；

  2. 网络侧发起的PDU会话释放：AMF或SMF因策略/资源原因发起会话释放；

  3. PCF发起的策略关联终止：PCF检测到策略关联需要终止，触发绑定信息删除；

  4. 签约数据变更：UDM通知PCF用户签约数据发生变化，PCF可能需要删除旧绑定并创建新绑定（下一篇详细讨论）。

详细消息流程图


sequenceDiagram

    participant UE_A as UE A

    participant SMF as SMF/BSF

    participant PCF as PCF

    Note over UE_A, PCF: 前置: UE A已建立PDU会话, BSF中存在绑定信息

    Note over UE_A, PCF: 绑定信息: SUPI A + IPv6 A1 + DNN1 <-> PCF1

    Note over UE_A, PCF: UE A发起PDU会话释放

    UE_A->>SMF: PDU Session Release Request

    Note right of UE_A: NAS消息<br/>携带pduSessionId

    SMF->>PCF: DELETE /npcf-smpolicycontrol/v1/policies/{smPolicyId}

    Note right of SMF: Npcf_SMPolicyControl_Delete<br/>携带: SUPI, smPolicyId, pduSessionId

    PCF-->>SMF: 204 No Content

    Note left of PCF: PCF删除策略关联<br/>释放策略资源

    Note over SMF: SMF删除UE上下文中的PDU会话信息<br/>BSF删除对应的绑定信息

    SMF-->>UE_A: PDU Session Release Accept

    Note right of UE_A: 会话释放完成

    Note over SMF: BSF查询结果: BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND



flowchart LR

    subgraph 会话绑定删除流程

        A["UE发起PDU会话释放"] --> B["SMF向PCF发送SMPolicyControl_Delete"]

        B --> C["PCF返回204 No Content"]

        C --> D["SMF删除PDU会话上下文"]

        D --> E["BSF删除绑定信息"]

        E --> F["BSF查询返回BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND"]

    end

    style A fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0,stroke-width:2px

    style F fill:#c8e6c9,stroke:#2e7d32,stroke-width:3px

测试目的

当UE的PDU会话释放流程成功后，验证SMF支持在UE的PDU会话上下文中删除该UE PDU会话相关信息和对应SMF所选的PCF ID或地址。验证内置BSF支持对SMF中UE的PDU会话上下文保存的该UE PDU会话相关信息、对应SMF所选的PCF ID或地址、pcfInfo进行访问，当上述信息不存在时认为会话绑定信息删除。

测试前置条件

  1. 网络中SMF（内置BSF）、PCF网元系统及操作维护台运行正常。

  2. UE A和UE B已经完成附着（注册），已建立PDU会话。

  3. 网元SMF（内置BSF）中有UE A和UE B的用户上下文。

  4. UE A的用户上下文包含有UE PDU会话相关信息（UE IPv6 A1、DNN1、S-NSSAI、SUPI A）和对应SMF所选的PCF1 ID或地址，以及（UE IPv6 A2、DNN2、S-NSSAI、SUPI A）和对应SMF所选的PCF2 ID或地址。

  5. UE B的用户上下文包含有UE PDU会话相关信息（UE IPv6 B1、DNN1、S-NSSAI、SUPI B）和对应SMF所选的PCF2 ID或地址。

  6. 服务化接口的信令监控与分析工具准备就绪。

测试步骤

  1. UE A发起PDU会话释放请求。SMF向PCF发送Npcf_SMPolicyControl_Delete消息请求释放PDU会话，消息中包含SUPI、smPolicyId、PDU Session ID等信息。

  2. PCF处理会话释放请求后返回响应。

  3. 在SMF和内置BSF上通过维护管理接口进行查询，验证UE A的PDU会话上下文和会话绑定信息是否已被清除。

  4. UE B发起PDU会话释放请求。SMF向PCF发送Npcf_SMPolicyControl_Delete消息请求释放PDU会话。

  5. PCF处理会话释放请求后返回响应。

  6. 在SMF和内置BSF上通过维护管理接口进行查询，验证UE B的PDU会话上下文和会话绑定信息是否已被清除。

测试结果验证（预期）

  1. PCF返回UE A的会话释放响应后，在SMF和内置BSF上通过维护管理接口进行查询，查询不到UE A的PDU会话上下文和会话绑定信息。

  2. PCF返回UE B的会话释放响应后，在SMF内置BSF上通过维护管理接口进行查询，查询不到UE B的PDU会话上下文和会话绑定信息。

  3. BSF查询结果返回BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND错误，确认绑定信息已成功删除。

2 信令深度解析

本测试的核心信令交互发生在SMF与PCF之间，通过Npcf_SMPolicyControl_Delete服务完成策略关联的终止，同时SMF内置BSF自动清除对应的会话绑定信息。

（注：为保护网络安全，以下log中的SUPI/IMSI标识、网元IP及实例ID等敏感信息已做严格脱敏处理）

2.1 UE A发起PDU会话释放

UE A通过NAS信令发起PDU Session Release Request，SMF收到请求后，首先向PCF发送策略关联删除请求，告知PCF该PDU会话即将释放。

PDU会话释放的NGAP信令流程：


# UE A发起PDU会话释放

# NGAP Uplink NAS Transport: 携带PDU Session Release Request

MS-group 1 SubSystem_1-ApInstance_1:

  Sending NGAP Uplink N1 transport with PDU Session Release Request

  GnodebId: 6:180003

  AmfId: 4:10014059247

# AMF将PDU Session Release Command发送给RAN

NgapMsg: ngap_pduSessionResourceReleaseCommand

  AmfId: 10014059247

  GnbId: 180003

  pduSessionToBeReleaseItem: 5

  # pduSessionId=5, 标识要释放的PDU会话

# RAN响应PDU Session Resource Release Response

MS-group 1 SubSystem_1-ApInstance_1:

  Recv NGAP PDU Session Resource Release Command

  Send NGAP PDU Session Resource Release Response

  Recv NAS PDU Session Release Command: 5

关键信令解析：


NGAP PDU Session Resource Release Command:

  AMF UE NGAP ID: 10014059247

  RAN UE NGAP ID: 180003

  PDU Session Resource to Release List:

    PDU Session ID: 5

    # 标识要释放的PDU会话编号

  NAS-PDU:

    PDU Session Release Command

    # NAS层会话释放命令，携带释放原因值
信元 含义 说明
pduSessionId PDU会话ID 取值5，标识要释放的会话
ngap_pduSessionResourceReleaseCommand NGAP释放命令 AMF指示RAN释放PDU会话资源
PDU Session Release Command NAS释放命令 网络通知UE会话即将释放

2.2 BSF绑定信息删除验证（UE A）

PDU会话释放完成后，我们在BSF上通过维护管理接口查询UE A的绑定信息，验证绑定信息已被成功清除。

释放前：BSF中存在UE A的绑定信息


[local]SMF09#epg smf sbi bsf-services show-pcf-binding-info address 10.XX.XX.XX

pcf-binding-information:

    snssai-sst: 9

    snssai-sd: 000001

    ueIp: 2a01:172:2401:0:e07:8460:a62b:18c

    dnn: Internet9

    supi: 460XX00000XXXX

    gpsi: 86138000XXXXX

    pcfId: 2244c290-3621-4d72-b718-e0194603ab11

    pcfDiameterHost: rxDiam-Host.com

    pcfDiameterRealm: rxDiam-Realm.com

    pcfIpEndPoints: 10.XX.XX.XX:9091

释放后：BSF中查询不到绑定信息


[local]SMF09#epg smf sbi bsf-services show-pcf-binding-info address 10.XX.XX.XX

pcf-binding-information:

    Error: BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND

关键发现：

  • PDU会话释放前，BSF能够通过UE的IP地址查询到完整的绑定信息；

  • PDU会话释放后，BSF查询返回BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND错误，确认绑定信息已被成功删除；

  • 这一错误码与3GPP TS 29.551中定义的PCBBINDING_NOT_FOUND错误响应一致。

2.3 UE B发起PDU会话释放

同样地，UE B也发起PDU会话释放请求，验证BSF对另一用户的绑定信息也能正确删除。

UE B的PDU会话释放信令：


# UE B发起PDU会话释放

MS-group 1 SubSystem_1-ApInstance_1:

  Sending NGAP Uplink N1 transport with PDU Session Release Request

  GnodebId: 6:180003

  AmfId: 4:10014059247

protocol_proxy:

  UE5G MsId[90002] is found to handle ngap message

  NgapMsg: ngap_pduSessionResourceReleaseCommand

    AmfId: 10014059247

    GnbId: 180003

    pduSessionToBeReleaseItem: 5

MS-group 1 SubSystem_1-ApInstance_1:

  Recv NGAP PDU Session Resource Release Command

  Send NGAP PDU Session Resource Release Response

  Recv NAS PDU Session Release Command: 5

  stop_payload, MsId:90002, SvcType:normal, PdpId 2

UE B的BSF绑定信息删除验证：


[local]SMF09#epg smf sbi bsf-services show-pcf-binding-info address 10.XX.XX.XY

pcf-binding-information:

    Error: BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND

两个UE的删除结果对比：

验证项 UE A UE B
PDU会话释放请求 pduSessionId=5 pduSessionId=5
SMPolicyControl_Delete 已发送 已发送
PCF响应 204 No Content 204 No Content
BSF绑定信息查询 BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND
SMF用户上下文 已清除PDU会话信息 已清除PDU会话信息

2.4 【硬核附加】Nbsf_Management DELETE操作深度解析

在独立BSF部署场景下，PCF通过Nbsf_Management服务的DELETE操作显式删除绑定信息。以下是与GET/POST操作的完整对比。


sequenceDiagram

    participant SMF

    participant PCF

    participant BSF as 独立BSF

    Note over SMF, BSF: PDU会话释放流程

    SMF->>PCF: DELETE /npcf-smpolicycontrol/v1/policies/{smPolicyId}

    Note right of SMF: Npcf_SMPolicyControl_Delete<br/>触发策略关联终止

    PCF->>BSF: DELETE /nbsf-management/v1/pcbbindings/{bindingId}

    Note right of PCF: Nbsf_Management Delete<br/>删除绑定信息

    BSF-->>PCF: 204 No Content

    Note left of BSF: BSF删除绑定记录<br/>释放存储资源

    PCF-->>SMF: 204 No Content

    Note left of PCF: 策略关联终止完成

DELETE请求示例：


DELETE /nbsf-management/v1/pcbbindings/XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX

Host: 10.XX.XX.XX:8080

Authorization: Bearer XXXX

# BSF响应

HTTP/1.1 204 No Content

# 204表示删除成功，无响应体

Nbsf_Management服务操作全生命周期对比：

操作 HTTP方法 URI 请求体 响应码 说明
创建绑定 POST /pcbbindings PcfBinding 201 Created 创建新绑定记录
查询绑定 GET /pcbbindings 无 200 OK 按条件查询绑定
更新绑定 PUT/PATCH /pcbbindings/{id} PcfBinding 200 OK 更新绑定内容
删除绑定 DELETE /pcbbindings/{id} 无 204 No Content 删除绑定记录

删除操作的异常场景处理：

异常场景 BSF行为 响应码
bindingId不存在 返回错误 404 Not Found
bindingId已被删除 返回错误 404 Not Found
请求方无权删除 返回错误 403 Forbidden
BSF内部错误 返回错误 500 Internal Server Error

协议参考：根据3GPP TS 29.551第5.2.2.4节，Nbsf_Management的DELETE操作要求PCF提供正确的bindingId。BSF收到DELETE请求后，会从内部存储中查找并删除对应的绑定记录。如果绑定记录不存在，BSF应返回404 Not Found错误。在本测试中，由于BSF内置于SMF，绑定信息的删除是SMF在处理PDU会话释放流程时自动完成的，无需PCF显式调用DELETE接口。

2.5 绑定信息删除的时序考量

在实际部署中，绑定信息的删除时序是一个值得关注的工程细节。如果PCF在Npcf_SMPolicyControl_Delete响应之后、BSF绑定信息删除之前，AF恰好发起了一次绑定查询，会发生什么？


flowchart TD

    A["SMF收到PDU Session Release Request"] --> B["SMF向PCF发送SMPolicyControl_Delete"]

    B --> C["PCF返回204 No Content"]

    C --> D["关键时间窗口"]

    D --> E["SMF删除PDU会话上下文"]

    E --> F["BSF删除绑定信息"]

    D --> G["AF可能在此窗口查询绑定"]

    G --> H["场景1: 绑定信息尚未删除"]

    G --> I["场景2: 绑定信息已被删除"]

    H --> J["返回旧PCF地址 - AF可能向已释放会话的PCF发请求"]

    I --> K["返回BINDING_NOT_FOUND - AF需重试或放弃"]

    style D fill:#fff9c4,stroke:#f57f17,stroke-width:2px

    style J fill:#ffcdd2,stroke:#c62828

    style K fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32

工程建议：

  1. 原子操作：SMF在处理会话释放时，应尽量将PCF策略删除和BSF绑定删除作为原子操作执行，减少中间状态的时间窗口；

  2. 优雅降级：AF在收到PCF的错误响应（如"策略关联不存在"）时，应能够优雅地处理这种情况，例如重新查询BSF获取更新后的绑定信息；

  3. 异步通知：在独立BSF场景下，BSF可以通过事件通知机制（如订阅-通知模式）告知AF绑定信息已被删除，避免AF查询到过期数据。

协议参考：根据3GPP TS 29.513第4.2.4节，当PCF收到Npcf_SMPolicyControl_Delete请求后，PCF应终止与SMF的策略关联，并向BSF发送绑定删除请求。整个操作应在一次事务中完成，确保策略状态和绑定状态的一致性。

3 测试结论

验证项 结果 说明
UE A PDU会话释放 OK SMF成功发起SMPolicyControl_Delete
UE A绑定信息删除 OK BSF返回BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND
UE B PDU会话释放 OK SMF成功发起SMPolicyControl_Delete
UE B绑定信息删除 OK BSF返回BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND
多用户独立删除 OK UE A和UE B的绑定信息独立清除互不影响
信令流程正确 OK 释放流程与3GPP规范一致

本测试用例全面验证了BSF在PDU会话释放场景下的绑定信息删除能力。测试结果表明，当UE发起PDU会话释放后，SMF能够正确地向PCF发送策略关联删除请求，SMF内置BSF能够自动清除对应的会话绑定信息。删除后BSF查询返回BINDING_INFORMATION_NOT_FOUND，确认绑定记录已被完全清除。所有信令交互与3GPP TS 29.551和TS 29.513规范一致。

绑定信息的及时删除是BSF资源管理的重要环节，确保BSF中不会积累无效的绑定记录，维持了策略控制体系的数据一致性。

关于作者：爱卫生，从事通信教学18年，出版过《5G核心网原理与实践》等4本专业书籍。学5G核心网、IMS，来51学通信就对了！知识星球：200+小时视频、3000+精华文章、1年答疑群。公众号/知识星球：51学通信，微信：gprshome201101

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