5G-Netzwerk-Slicing

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Für Geräte mit Android 12 oder höher bietet Android Unterstützung für 5G Network Slicing, die Verwendung von Netzwerkvirtualisierung, um einzelne Netzwerkverbindungen in mehrere unterschiedliche virtuelle Verbindungen aufzuteilen, die unterschiedliche Ressourcenmengen für verschiedene Arten von Datenverkehr bereitstellen. 5G Network Slicing ermöglicht es Netzbetreibern, einen Teil des Netzes der Bereitstellung bestimmter Funktionen für ein bestimmtes Kundensegment zu widmen. Android 12 führt die folgenden 5G Enterprise Network Slicing-Funktionen ein, die Netzwerkbetreiber ihren Unternehmenskunden zur Verfügung stellen können:

Enterprise Device Slicing für vollständig verwaltete Geräte

Für Unternehmen, die ihren Mitarbeitern vollständig verwaltete Unternehmensgeräte zur Verfügung stellen, können Netzwerkanbieter ihnen einen oder mehrere aktive Unternehmensnetzwerk-Slices bereitstellen, an die der Datenverkehr auf den Unternehmensgeräten weitergeleitet wird. Ab Android 12 ermöglicht Android Netzbetreibern, Unternehmens-Slices über URSP-Regeln bereitzustellen, anstatt Slices über APNs einzurichten.

Enterprise Business App Slicing für Geräte mit Arbeitsprofilen

Für Unternehmen, die die Arbeitsprofillösung verwenden, ermöglicht Android 12 Geräten, den Datenverkehr von allen Apps im Arbeitsprofil an einen Bereich des Unternehmensnetzwerks weiterzuleiten. Unternehmen können diese Funktion über einen Device Policy Controller (DPC) aktivieren.

Die Arbeitsprofillösung bietet eine automatische Ebene der Authentifizierung und Zugriffskontrolle, die Unternehmen benötigen, um sicherzustellen, dass nur Datenverkehr von Unternehmens-Apps im Arbeitsprofil an den Unternehmensnetzwerkbereich weitergeleitet wird. Apps im Arbeitsprofil müssen nicht geändert werden, um den Bereich des Unternehmensnetzwerks explizit anzufordern.

So funktioniert 5G Network Slicing in AOSP

Android 12 führt die Unterstützung für 5G Network Slicing durch Ergänzungen der Telefonie-Codebasis in AOSP und dem Tethering-Modul ein, um vorhandene Konnektivitäts-APIs zu integrieren, die für Network Slicing erforderlich sind.

Die Android-Telefonieplattform bietet HAL- und Telefonie-APIs zur Unterstützung von Slicing basierend auf Netzwerkanfragen, die vom Kernnetzwerkcode und 5G-Slicing-Funktionen im Modem eingereicht werden. Abbildung 1 beschreibt die Komponenten der 5G-Netzwerk-Slicing-Funktion.

5G-Netzwerk-Slicing-Komponenten

Abbildung 1. 5G-Netzwerk-Slicing-Architektur in AOSP.

Die Telefonie- und Konnektivitätsplattform unterstützt:

  • Konvertieren von Netzwerkanforderungen für Slice-Kategorien in Verkehrsdeskriptoren , die dann zum URSP-Verkehrsabgleich und zur Routenauswahl an das Modem weitergeleitet werden
  • Zurückgreifen auf das Standardnetzwerk, wenn das angeforderte Slice nicht verfügbar ist
  • Traffic von allen Apps unter dem Arbeitsprofil an die entsprechende Verbindung weiterleiten
  • Unterstützung von Enterprise Slicing

    • Erkennen des Vorhandenseins eines Arbeitsprofils auf dem Gerät
    • Überprüfung auf Berechtigungen oder Routing-Anweisungen, die vom DPC bereitgestellt werden, das vom IT-Administrator des Unternehmens verwendet wird

Der Kernnetzwerkdienst umfasst die folgenden Änderungen am Tethering-Modul in Android 12:

  • Fügt dem Tethering-Modul die meisten öffentlichen oder System-API-Klassen von android.net.*
  • Erweitert die Grenzen des Tethering-Moduls um:

    • f/b/core/java/android/net/…
    • f/b/services/net/…
    • f/b/services/core/java/com/android/server/connectivity/…
    • f/b/services/core/java/com/android/server/ConnectivityService.java
    • f/b/services/core/java/com/android/server/TestNetworkService.java
  • Verschiebt den VPN-Code aus dem Tethering-Modul

Android 12 verschiebt Code mit den folgenden Funktionen in das Tethering-Modul:

  • Empfangen von Anfragen von Apps für Netzwerkverbindungen
  • Empfangen von Anfragen vom System (z. B. „Platzieren Sie diese Apps auf einem Enterprise-Slice“; eingeführt in Android 12)
  • Senden von Anforderungen vom System an den Telefoniecode, der versucht, Netzwerke oder Slices einzurichten, indem er die HAL-API und das Modem durchläuft
  • Netd informieren, wie der Datenverkehr pro App weitergeleitet wird (eingeführt in Android 12)
  • Informieren von Apps über ConnectivityManager -APIs wie NetworkCallback , getActiveNetwork , getNetworkCapabilities , was mit ihrem Netzwerkverkehr passiert.

Implementierung

Um 5G-Slicing auf einem Gerät zu unterstützen, muss das Gerät über ein Modem verfügen, das IRadio 1.6 HAL unterstützt, das über die setupDataCall_1_6 API verfügt. Diese API richtet eine Datenverbindung ein und enthält die folgenden Parameter zur Unterstützung von 5G-Slicing:

  • trafficDescriptor : Gibt den an das Modem gesendeten Verkehrsdeskriptor an
  • sliceInfo : Gibt Informationen für den Netzwerk-Slice an, der im Falle einer Übergabe von EPDG an 5G verwendet werden soll
  • matchAllRuleAllowed : Gibt an, ob die Verwendung einer standardmäßigen Match-All-URSP-Regel zulässig ist. Telefonie setzt dies für Standardnetzwerke auf true, aber nicht für Slices. Die Match-All-Regel wird auf Standardnetzwerke angewendet. Wenn eine Anwendung ein bestimmtes Slice anfordert, das nicht verfügbar ist, wird das bestimmte Slice als nicht verfügbar gemeldet, aber die Anwendung kann auf das Standardnetzwerk zurückgreifen.

Modems müssen auch die getSlicingConfig -API implementieren, es sei denn, sie wird von der getHalDeviceCapabilities -API als nicht unterstützt gemeldet.

Unternehmensanforderungen

Im Folgenden werden die Anforderungen für Unternehmen beschrieben, um 5G Network Slicing auf Geräten in einer Android-Unternehmensbereitstellung zu verwenden.

  • Stellen Sie sicher, dass vollständig verwaltete oder Mitarbeitergeräte, die mit einem Arbeitsprofil eingerichtet sind, 5G SA-fähig mit Modems sind, die die setupDataCall_1_6 -API unterstützen.
  • Arbeiten Sie mit dem Spediteurpartner an Slice-Setup und Leistung oder SLA-Eigenschaften.

Aktivieren von 5G-Slicing auf Geräten, die mit einem Arbeitsprofil eingerichtet sind

Bei Geräten, die mit Arbeitsprofilen eingerichtet sind, ist 5G Network Slicing in AOSP standardmäßig deaktiviert. Um Network Slicing zu aktivieren, können IT-Administratoren von Unternehmen das Traffic-Routing von Arbeitsprofil-Apps zum Unternehmensnetzwerk-Slice pro Mitarbeiter über das EMM-DPC aktivieren oder deaktivieren, das die setPreferentialNetworkServiceEnabled Methode in der DevicePolicyManager (DPM)-API (eingeführt in Android 12).

EMM-Anbieter mit benutzerdefinierten DPCs müssen die DevicePolicyManager API integrieren, um Unternehmensclients zu unterstützen.

URSP-Regeln

Dieser Abschnitt enthält Informationen für Netzbetreiber zum Konfigurieren von URSP-Regeln für verschiedene Slice-Kategorien, einschließlich Enterprise-, CBS-, Low-Latency- und Traffic mit hoher Bandbreite. Beim Konfigurieren von URSP-Regeln für verschiedene Slice-Kategorien müssen Netzbetreiber die folgenden Android-spezifischen Werte verwenden.

ICH WÜRDE Wert Beschreibung
OSID 97a498e3-fc92-5c94-8986-0333d06e4e47 Die OSId für Android ist eine UUID der Version 5, die mit dem Namespace ISO OID und dem Namen „Android“ generiert wird.

Netzbetreiber müssen URSP-Regeln für jeden Slice-Datenverkehr mit der Verkehrsdeskriptorkomponente als „OS-ID + OS-App-ID-Typ“ konfigurieren. Beispielsweise muss der Slice „ENTERPRISE“ einen Wert von 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A454E5445525052495345 haben. Dieser Wert ist eine Verkettung der OSId, der Länge der OSAppId ( 0x0A ) und der OSAppId. Weitere Informationen über den Verkehrsdeskriptor-Komponententyp finden Sie in 3GPP TS 24.526 Tabelle 5.2.1 .

In der folgenden Tabelle werden die OSAppId-Werte für verschiedene Slice-Kategorien beschrieben.

Slice-Kategorie OSAppId Beschreibung
UNTERNEHMEN 0x454E5445525052495345 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge „ENTERPRISE“.
UNTERNEHMEN2 0x454E544552505249534532 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge „ENTERPRISE2“.
UNTERNEHMEN3 0x454E544552505249534533 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge „ENTERPRISE3“.
UNTERNEHMEN4 0x454E544552505249534534 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge „ENTERPRISE4“.
UNTERNEHMEN5 0x454E544552505249534535 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge „ENTERPRISE5“.
CBS 0x454E544552505249534535 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge "CBS".
PRIORITIZE_LATENCY 0x5052494f524954495a455f4c4154454e4359 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge „PRIORITIZE_LATENCY“.
PRIORITIZE_BANDWIDTH 0x5052494f524954495a455f42414e445749445448 Die OSAppId ist eine Byte-Array-Darstellung der Zeichenfolge "PRIORITIZE_BANDWIDTH".

Beispiel für URSP-Regeln

Die folgenden Tabellen zeigen beispielhafte URSP-Regeln für Unternehmen, CBS, niedrige Latenz, hohe Bandbreite und Standarddatenverkehr.

Unternehmen 1

Unterstützung für Enterprise 1 ist in Android 12 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für ENTERPRISE1-Datenverkehr:

URSP-Regel Nr. 1 (Unternehmen1)
Vorrang 1 (0x01)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A454E5445525052495345
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Unternehmen
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Unternehmen

Unternehmen 2

Unterstützung für Enterprise 2 ist in Android 13 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für ENTERPRISE2-Datenverkehr:

URSP-Regel #2 (Unternehmen2)
Vorrang 2 (0x02)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A454E544552505249534532
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Unternehmen2
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Unternehmen2

Unternehmen 3

Unterstützung für Enterprise 3 ist in Android 13 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für ENTERPRISE3-Datenverkehr:

URSP-Regel Nr. 3 (Unternehmen3)
Vorrang 3 (0x03)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A454E544552505249534533
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Unternehmen3
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Unternehmen3

Unternehmen 4

Unterstützung für Enterprise 4 ist in Android 13 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für ENTERPRISE4-Datenverkehr:

URSP-Regel Nr. 4 (Unternehmen4)
Vorrang 4 (0x04)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A454E544552505249534534
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Unternehmen4
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Unternehmen4

Unternehmen 5

Unterstützung für Enterprise 5 ist in Android 13 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für ENTERPRISE5-Datenverkehr:

URSP-Regel Nr. 5 (Unternehmen5)
Vorrang 5 (0x05)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A454E544552505249534535
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Unternehmen5
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Unternehmen5

CBS

Unterstützung für CBS ist in Android 13 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für CBS-Datenverkehr:

URSP-Regel Nr. 6 (CBS)
Vorrang 6 (0x06)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A434253
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN cbs
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN cbs

Geringe Wartezeit

Unterstützung für niedrige Latenz ist in Android 13 und höher verfügbar. Im Folgenden finden Sie ein Beispiel für eine URSP-Regel für Datenverkehr mit LOW_LATENCY:

URSP-Regel Nr. 7 (niedrige Latenz)
Vorrang 7 (0x07)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 0x97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A5052494f524954495a455f4c4154454e4359
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Latenz
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Latenz

Grosse Bandbreite

Unterstützung für hohe Bandbreite ist in Android 13 und höher verfügbar. Das Folgende ist ein Beispiel für eine URSP-Regel für HIGH_BANDWIDTH-Verkehr:

URSP-Regel #8 (hohe Bandbreite)
Vorrang 8 (0x08)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Betriebssystem-ID + Betriebssystem-App-ID-Typ 97A498E3FC925C9489860333D06E4E470A5052494f524954495a455f42414e445749445448
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ
Komponente Nr. 2: DNN Bandbreite
Routenauswahldeskriptor #2
Vorrang 2 (0x02)
Komponente Nr. 1: DNN Bandbreite

Standard

URSP-Regel Nr. 9 (Standard)
Vorrang 9 (0x09)
Verkehrsdeskriptor Nr. 1
Match-all N / A
Routenauswahldeskriptor #1
Vorrang 1 (0x01)
Komponente Nr. 1: S-NSSAI SST:XX SD:JJJJJJ

Testen

Verwenden Sie zum Testen von 5G Network Slicing den folgenden manuellen Test.

Gehen Sie wie folgt vor, um ein Gerät zum Testen einzurichten:

  1. Stellen Sie sicher, dass die URSP-Richtlinie mit einer nicht standardmäßigen Regel konfiguriert ist, die der Unternehmenskategorie entspricht, und dass der entsprechende Routenauswahldeskriptor die Unternehmenskategorie dem Unternehmenssegment zuordnet; und eine Standardregel, die den Datenverkehr zum Standard-Internet-Slice leitet.

  2. Stellen Sie sicher, dass auf dem Gerät ein Arbeitsprofil konfiguriert ist.

  3. Melden Sie sich für die Verwendung von Network Slicing über das DPC an

Gehen Sie wie folgt vor, um das 5G-Netzwerk-Slicing-Verhalten zu testen:

  1. Stellen Sie sicher, dass eine PDU-Sitzung mit dem Enterprise-Slice eingerichtet ist (z. B. durch Verwendung einer bestimmten IP-Adresse) und dass Apps im Arbeitsprofil diese PDU-Sitzung verwenden.
  2. Stellen Sie sicher, dass eine separate PDU-Sitzung mit dem Standard-Internet-Slice eingerichtet wird und dass Apps im persönlichen Profil die PDU-Sitzung verwenden.