Ein UE kann so lange vom Netz abwesend sein, dass die Bedingungen des AMF-Timers für eine implizite Deregistrierung erfüllt werden. Zu diesem Zeitpunkt geht es nicht mehr darum, wie das UE seine Registrierung abschließt; unter Umständen lässt sich nicht einmal mehr eine NAS-Deregistrierungsnachricht an das UE zustellen. Das Netz muss vielmehr entscheiden, was mit den Teilnehmerdaten, dem Mobilitätsmanagement-Kontext sowie den Abonnement- und Registrierungszuständen im UDM geschehen soll, die das AMF weiterhin für dieses UE vorhält.
Diese Bereinigungsphase übernimmt AMF Purge. 3GPP bezeichnet das Verfahren als Purge of Subscriber Data in AMF (Löschen von Teilnehmerdaten im AMF). Nach einer impliziten oder expliziten Deregistrierung des UE kann das AMF lokal gespeicherte Subscriber Data und den MM Context entfernen und die zugehörigen Beziehungen zum UDM beenden.
Bei der Analyse eines Purge-Vorgangs sollte man daher nicht erneut mit Registration Request, Authentication oder Registration Accept beginnen. Im Mittelpunkt steht, wie nach dem Ende der Registrierungsbeziehung veraltete registrierungsbezogene Zustände zwischen AMF und UDM bereinigt werden.
Abgrenzung zwischen Purge, Registrierung und netzinitiierter Deregistrierung
Purge wird mitunter mit der Deregistrierung verwechselt, weil es auf eine implizite Deregistrierung folgen kann. Es handelt sich jedoch um zwei unterschiedliche Verfahren.
| Verfahren | Hauptzweck | Typische zu prüfende Signalisierung |
|---|---|---|
| Erstregistrierung | Herstellen der Registrierungsbeziehung zwischen UE und 5GS | Registration Request / Accept |
| Netzinitiierte Deregistrierung | Beenden einer bestehenden 5GS-Registrierungsbeziehung | Deregistration Request und zugehörige Bereinigungssignalisierung |
| AMF Purge | Entfernen veralteter Teilnehmerdaten und des MM Context aus dem AMF sowie Bereinigen zugehöriger UDM-Zustände | SDM Unsubscribe und UECM Deregistration |
Bei einer impliziten Deregistrierung kann das UE bereits längere Zeit unerreichbar sein. Das Purge-Verfahren selbst erfordert deshalb keine Beteiligung des UE. Fehlen UE-seitige NAS-Nachrichten für Registration oder Deregistration im Trace, bedeutet dies nicht, dass kein Purge stattgefunden hat.
Genauer gesagt: Die Deregistrierung stellt fest, dass das UE seine aktuelle 5GS-Registrierungsbeziehung nicht mehr unterhält, während Purge die damit verknüpften Restzustände in AMF und UDM entfernt.
Warum das Netz die Registrierung eines UE beendet, wird im Beitrag Netzinitiierte Deregistrierung im 5GC-Kernnetz erläutert. Purge setzt die Bereinigung auf AMF-Seite nach der Deregistrierung fort.
Auslöser und Umfang der AMF-Purge-Bereinigung
Ein typischer Auslöser ist das Erreichen der AMF-seitigen Timerbedingungen für die implizite Deregistrierung. Das Netz kann das UE dann nicht länger als regulär registriert behandeln und leitet die Bereinigung des verbleibenden Kontexts ein.
Das AMF muss im Wesentlichen zwei Arten von Zuständen behandeln.
Erstens die Subscriber Data (Teilnehmerdaten). Während der UE-Registrierung kann das AMF beim UDM Teilnehmerdaten zum Zugangs- und Mobilitätsmanagement abrufen und speichern. Außerdem kann es eine SDM Subscription einrichten, damit das UDM Änderungen an relevanten Teilnehmerdaten an das AMF meldet.
Zweitens den MM Context (Mobilitätsmanagement-Kontext). Dieser enthält Informationen, mit denen das AMF den Registrierungs- und Mobilitätszustand des UE verwaltet. Besteht die aktuelle Registrierungsbeziehung nicht mehr, sollte dieser lokale Kontext nicht unbegrenzt zugewiesen bleiben.
Purge entfernt also bestehende, veraltete Zustände, statt neue anzulegen. Zur typischen Bereinigung gehören:
Kündigen des Abonnements des AMF für Subscriber Data beim UDM;
Deregistrieren der UECM-Registrierung des AMF beim UDM;
Löschen der lokal im AMF gespeicherten UE-Teilnehmerdaten und des MM Context;
Abgleichen des im AMF gespeicherten UE-Registrierungszustands mit dem tatsächlichen deregistrierten Zustand.
Signalisierung für SDM Unsubscribe und UECM Deregistration
Aus Sicht eines SBI-Traces ist die wesentliche AMF-Purge-Signalisierung relativ kurz und konzentriert sich auf die Kommunikation zwischen AMF und UDM.
Aufheben der SDM-Subscription
Zunächst muss das AMF das zuvor eingerichtete Teilnehmerdaten-Abonnement entfernen. In einem HTTP/2-Trace kann eine Operation wie die folgende zu sehen sein:
DELETE /nudm-sdm/v2/{SUPI}/sdm-subscriptions/{subscriptionId}
Das UDM verwendet die Subscription ID, um die betreffende Abonnementbeziehung zu finden und zu löschen. Nach deren Entfernung werden spätere Änderungen an den Subscriber Data des UE über dieses gelöschte Abonnement nicht mehr an das AMF gemeldet.
Unter normalen Bedingungen kann das UDM mit 204 No Content antworten und damit das erfolgreiche Löschen des Abonnements bestätigen.
Deregistrierung des AMF in UECM
Anschließend muss das AMF seinen Registrierungszustand im UDM-UECM aktualisieren. In einem Netztrace kann dies als Aktualisierung der AMF-3GPP-Access-Registration-Ressource erscheinen, wobei die Anfrage GUAMI zusammen mit PurgeFlag=true enthält.
Das UDM prüft anhand der empfangenen Informationen den entsprechenden AMF-Registrierungseintrag. Stimmt die GUAMI mit den gespeicherten Angaben zum zuständigen AMF überein, wird der Purge-Zustand in den Registrierungsdaten vermerkt. Dies zeigt an, dass das zuständige AMF die erforderliche Deregistrierung und Bereinigung für das UE ausgeführt hat.
Nach erfolgreicher Verarbeitung kann das UDM erneut 204 No Content zurückgeben. Damit wurden die beiden wesentlichen Beziehungen zwischen AMF und UDM bereinigt:
Die SDM Subscription wurde entfernt;
für die AMF Registration in UECM wurde die Deregistrierung/Purge-Verarbeitung abgeschlossen.
Abschließend löscht das AMF den lokal gespeicherten UE-Kontext und setzt den zugehörigen Registrierungsverwaltungszustand auf RM-DEREGISTERED.
Prüfpunkte in einem AMF-Purge-Trace
Die Fehlersuche bei AMF Purge sollte nicht mit Registration Request beginnen; normalerweise muss man auch nicht beim gNB oder UPF ansetzen. Entscheidend ist die Zustandskonsistenz zwischen AMF und UDM.
Sinnvolle Prüfpunkte sind:
SDM Subscription: Prüfen, ob das AMF Unsubscribe für die richtige SUPI und Subscription ID sendet;
UDM Response: Sicherstellen, dass die SDM-Löschung erfolgreich abgeschlossen wurde und das UDM die ursprüngliche Abonnementbeziehung entfernt hat;
UECM Registration: Prüfen, ob das AMF die Deregistrierung für den richtigen Access Type und UE-Registrierungseintrag durchführt;
GUAMI: Bestätigen, dass die übertragene GUAMI mit den im UDM gespeicherten Angaben zum zuständigen AMF übereinstimmt;
PurgeFlag: Prüfen, ob die Anfrage den Vorgang korrekt als Purge kennzeichnet;
AMF Local Context: Nach Abschluss der UDM-seitigen Vorgänge sicherstellen, dass das AMF die betreffenden Subscriber Data und den MM Context tatsächlich löscht.
Ist die SDM Subscription bereits entfernt, das AMF behält aber den alten MM Context bei, liegt das Problem wahrscheinlich bei der lokalen AMF-Bereinigung. Schlägt bereits SDM Unsubscribe fehl, sollten als Nächstes Subscription ID, SUPI und die entsprechende im UDM gespeicherte Abonnementbeziehung überprüft werden.
Der Abschluss von Purge sollte daher nicht am Auftreten einer bestimmten NAS-Nachricht festgemacht werden. Ein verlässlicheres Kriterium ist, ob der lokale AMF-Kontext, das Datenabonnement im UDM und der UECM-Registrierungszustand damit übereinstimmen, dass das UE nicht mehr registriert ist.
Häufig gestellte Fragen
Ist AMF Purge dasselbe wie eine implizite Deregistrierung?
Nicht ganz. Eine implizite Deregistrierung kann eine nachfolgende Purge-Verarbeitung auslösen. Purge bezeichnet jedoch genauer das Bereinigen von Subscriber Data und MM Context im AMF nach der Deregistrierung sowie das Entfernen der zugehörigen SDM-Subscription und UECM-Registration im UDM.
Muss das UE für AMF Purge eine NAS-Nachricht senden?
Nicht unbedingt. Bei einer impliziten Deregistrierung kann das UE bereits unerreichbar sein. Die wesentliche Purge-Signalisierung findet zwischen AMF und UDM statt; ein Trace kann deshalb ohne UE-seitige Registration Request oder Deregistration Request auskommen.
Was bewirkt Nudm_SDM_Unsubscribe?
Der Vorgang entfernt das Teilnehmerdaten-Abonnement, das das AMF zuvor für das UE eingerichtet hatte. Nach der Abmeldung sendet das UDM über dieses gelöschte Abonnement keine weiteren Benachrichtigungen zu Änderungen der Teilnehmerdaten an das betreffende AMF.
Wozu dient PurgeFlag?
UECM Deregistration kann während Purge eine entsprechende Kennzeichnung enthalten, sodass das UDM erkennt, dass das AMF die zugehörige Registrierungsbeziehung bereinigt. Bei der Trace-Analyse ist PurgeFlag zusammen mit der GUAMI und der betreffenden UECM Registration zu interpretieren.
Warum wird während des Purge-Verfahrens nicht erneut registriert?
Purge bereinigt eine bereits beendete alte Registrierungsbeziehung und stellt keine neue her. Greift das UE später wieder auf das 5GS zu, durchläuft es abhängig vom aktuellen UE- und Netzzustand das jeweils passende Registrierungsverfahren. Dabei handelt es sich um einen gesonderten Signalisierungsablauf.
