5GC 코어 네트워크 PDU 세션 해제 절차

이미 설정되어 정상적으로 트래픽을 전달하고 있는 PDU 세션을 가정해 보겠습니다. UE에는 IP 주소가 할당되어 있고, gNB는 해당 PDU 세션 리소스와 QoS 플로를 유지하며, UPF에는 사용자 평면 전달을 위한 활성 PFCP 세션이 존재합니다. 사용자가 데이터 연결 종료를 선택하거나, 정책 기능이 세션 종료를 요구하거나, 네트워크가 해당 세션을 더 이상 유지하지 않기로 결정했다면 5GC는 단순히 일부 QoS 매개변수를 수정하는 단계가 아닙니다. 제어 평면과 사용자 평면 전체에서 세션을 해제해야 합니다.

이것이 바로 PDU 세션 해제의 목적입니다. 이 절차는 설정된 PDU 세션을 제거하는 방법을 정의합니다. UE 측 5GSM 컨텍스트를 정리하고, RAN 리소스를 해제하며, UPF의 N4 세션과 전달 상태를 삭제하고, 해당하는 경우 관련 정책 관계도 종료합니다. 최종 목표는 AMF, SMF, gNB, UPF, UE가 모두 해당 PDU 세션이 더 이상 존재하지 않는 일관된 상태에 도달하도록 하는 것입니다.

이 절차는 등록(Registration)과 같은 수준의 절차가 아닙니다. UE는 5GS 등록 상태를 유지하면서 하나의 PDU 세션만 해제할 수 있으며, 다른 활성 PDU 세션은 계속 사용할 수 있습니다. 이러한 시그널링을 분석할 때 핵심은 특정 PDU 세션 ID에 연결된 리소스가 UE, RAN, SMF, UPF 및 정책 제어 계층에서 어떻게 제거되는지를 추적하는 것이지, Registration Request부터 전체 추적 분석을 다시 시작하는 것이 아닙니다.

세션 해제·설정·수정 및 등록 해제의 구분

PDU 세션 설정, 수정, 해제 및 5GS 등록 해제는 동일한 신호 추적에 나타날 수 있지만 각각 해결하는 문제가 다릅니다.

세션 해제와 등록 해제는 특히 혼동하기 쉽습니다. UE가 인터넷 접속용 PDU 세션 하나와 기업 사설망용 PDU 세션 하나를 동시에 유지한다고 가정해 보겠습니다. 한 세션을 해제해도 다른 세션이 자동으로 삭제되지 않으며, AMF의 UE 등록 컨텍스트도 반드시 제거되는 것은 아닙니다.

RRC Release 역시 PDU 세션 해제와 동일하게 취급해서는 안 됩니다. RRC Release는 주로 UE와 gNB 사이의 무선 연결 상태를 변경하며, 코어 네트워크의 PDU 세션은 계속 활성화되어 있을 수 있습니다. 반면 PDU 세션 해제는 특정 PDU 세션 ID에 연결된 세션 리소스를 제거합니다.

세션이 처음 설정된 과정을 확인하려면5GC 코어 네트워크 PDU 세션 설정 절차를 참조하세요. 세션이 계속 활성화된 상태에서 QoS 또는 정책 매개변수만 변경된다면5GC 코어 네트워크 PDU 세션 수정 절차를 참조하세요.

PDU 세션 해제의 주요 트리거

PDU 세션 해제는 네트워크의 여러 위치에서 시작될 수 있습니다. 활성 세션은 UE 동작, 정책 제어 결정, 네트워크 상태 불일치 또는 리소스 관련 조건 때문에 종료될 수 있습니다.

일반적인 트리거는 다음과 같습니다.

• UE 트리거: 현재 데이터 세션이 더 이상 필요하지 않을 때 UE가 PDU Session Release Request를 전송합니다.

• PCF 트리거: 서비스 인가, 사용 조건 또는 다른 정책 요구사항에 따라 세션을 계속 활성화할 수 없게 되면 정책 제어가 종료를 요구합니다.

• AMF 트리거: AMF가 UE와 네트워크의 PDU 세션 상태 사이에서 불일치를 감지하거나 관련 네트워크 슬라이스를 더 이상 사용할 수 없게 됩니다.

• RAN 트리거: 예를 들어 PDU 세션과 연관된 모든 QoS 플로가 이미 해제되고 RAN이 그 상태를 코어 네트워크에 보고합니다.

• SMF 트리거: SMF가 로컬 정책 또는 UDM, CHF 같은 네트워크 기능에서 받은 정보를 기반으로 세션을 종료해야 한다고 판단합니다.

초기 트리거가 서로 다른 네트워크 기능에서 발생할 수 있으므로 첫 번째 시그널링 단계가 항상 같지는 않습니다. 하지만 최종적으로는 SMF가 절차를 조정합니다. SMF가 PDU 세션 제어 컨텍스트를 유지하면서 UPF 사용자 평면, AMF/RAN 접속 리소스, PCF 정책 관계를 조정하기 때문입니다.

패킷 추적 분석에서는 어느 엔터티가 처음 해제를 요청했는지 를 확인하는 것이 PDU Session Release Command부터 분석하는 것보다 유용한 경우가 많습니다. UE Release Request는 UE가 시작한 절차를 의미하고, PCF 종료 알림은 정책에 따른 해제를 의미합니다. AMF의 SM Context 해제 요청은 네트워크에서 시작하는 또 다른 분기에 해당합니다.

UE 시작 해제 절차의 N1·N2·N4 시그널링

UE가 시작한 해제 절차는 여러 계층에서 세션 리소스가 제거되는 과정을 명확히 보여 줍니다.

UE가 현재 데이터 접속에 PDU 세션 ID 5를 사용한다고 가정해 보겠습니다. 기기에 이 세션이 더 이상 필요하지 않으면 PDU Session Release Request 를 생성하여 N1 SM Container로 보냅니다. gNB는 UL NAS Transport를 통해 NAS 메시지를 AMF로 전달하고, AMF는 지정된 PDU 세션 ID를 담당하는 SMF를 식별합니다.

서비스 기반 인터페이스에서는 AMF가 기존 SM Context를 통해 해제 요청을 전달합니다. 예를 들어 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext를 호출합니다. 이는 새로운 SM Context 생성이 아닙니다. 컨텍스트는 이미 존재하며 AMF는 활성 세션이 해제 절차에 진입했음을 SMF에 알리는 것입니다.

이어서 SMF가 사용자 평면 리소스를 정리합니다. 기존 N4 세션에 대해 SMF는 UPF로 PFCP Session Deletion Request 를 전송합니다. UPF는 해당 PFCP 세션과 연결된 사용자 평면 상태를 제거하고 PFCP Session Deletion Response를 반환합니다.

이는 PDU 세션 수정 과정의 PFCP Session Modification과 본질적으로 다릅니다. Modification은 기존 N4 세션의 규칙을 갱신하지만 Deletion은 UPF에서 세션 수준의 상태를 제거합니다.

사용자 평면 정리를 시작한 뒤 SMF는 RAN과 UE에 필요한 정보를 준비합니다.

• N2 SM: gNB에 해당 PDU 세션 리소스의 해제를 지시합니다.

• N1 SM: UE에 PDU Session Release Command를 전달합니다.

AMF는 NGAP를 통해 PDU Session Resource Release Command를 gNB에 보냅니다. 이 메시지에는 UE에 전달할 NAS PDU Session Release Command가 포함될 수 있습니다. gNB는 해당 PDU 세션과 연관된 접속 측 리소스를 해제한 뒤 PDU Session Resource Release Response를 반환합니다.

UE는 Release Command를 수신한 후 로컬 PDU 세션 컨텍스트를 삭제하고 PDU Session Release Complete 를 5GSM 확인 메시지로 전송합니다.

일반적인 UE 시작 절차는 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

UE 해제 요청 → AMF → SMF → PFCP 세션 삭제 → N2 리소스 해제 → PDU 세션 해제 명령 → UE 해제 완료

UE가 처음에 CM-IDLE 상태라면 실제 네트워크에서는 해제 절차를 계속하는 데 필요한 시그널링 연결을 복구하기 위해 Service Request가 먼저 필요할 수 있습니다. 따라서 패킷 추적이 모든 경우 동일한 무선 상태에서 시작한다고 가정해서는 안 됩니다.

네트워크 시작 해제 및 PCF 정책 종료

네트워크가 시작하는 해제에서는 UE가 먼저 PDU Session Release Request를 전송하지 않습니다. 정책 제어 계층이나 다른 코어 네트워크 기능에서 변화가 시작될 수 있습니다.

PCF에서 시작하는 사례를 살펴보겠습니다. PDU 세션이 정상적으로 트래픽을 전달하고 있었지만 이후 PCF가 정책에 따라 세션 종료를 결정합니다. PCF는 기존 정책 연결에 설정된 알림 메커니즘을 통해 SMF에 통지합니다.

정책에 따른 해제 트리거를 수신한 뒤에도 SMF는 사용자 평면을 해제해야 합니다. 따라서 SMF가 AMF를 통해 필요한 N1 및 N2 정보를 전송하기 전에 PFCP Session Deletion Request와 Response가 먼저 나타날 수 있습니다.

SMF → AMF → gNB / UE

AMF의 N1N2 Message Transfer에는 PDU 세션 리소스 해제에 관련된 N2 정보와 UE에 보낼 PDU Session Release Command가 함께 포함될 수 있습니다.

UE 관점에서는 초기 해제가 PCF, SMF 또는 다른 네트워크 기능에서 시작되었든 명시적인 NAS 해제 절차에서 네트워크가 PDU Session Release Command를 전송하고 UE가 PDU Session Release Complete를 반환합니다.

그러나 코어 네트워크 추적 관점에서는 이 두 NAS 메시지만으로 최초 트리거를 확인할 수 없습니다. 중요한 근거는 Release Command 이전에 나타납니다. PCF 정책 종료, AMF의 SM Context 해제 요청, RAN 관련 이벤트 또는 SMF의 로컬 결정 등이 해당합니다.

이러한 구분은 기술 분석과 문제 해결 모두에 중요합니다. PDU Session Release Command는 네트워크가 UE에 세션 종료를 지시한다는 의미이지만 어떤 엔터티가 처음 해제를 유발했는지 자체적으로 알려 주지는 않습니다.

UPF·RAN·정책 컨텍스트의 리소스 정리

UE가 더 이상 데이터를 전송할 수 없다는 이유만으로 PDU 세션 해제가 완료되었다고 판단해서는 안 됩니다. 해당 해제 시나리오에 따라 관련 네트워크 기능 전반에서 세션 리소스가 정리되어야 합니다.

N4를 통한 UPF 세션 삭제

PFCP Session Deletion은 사용자 평면 정리의 핵심 단계입니다. UPF가 해당 N4 세션을 삭제하면 연관된 PDR, FAR, QER, URR 및 기타 전달 상태가 해제된 PDU 세션의 일부로서 더 이상 동작하지 않습니다.

세션 수명 주기가 종료되면서 PDU 세션과 관련된 N3 리소스 및 기타 사용자 평면 종단 리소스도 해당하는 경우 해제됩니다.

N2를 통한 gNB 리소스 해제

gNB는 PDU 세션과 QoS 플로에 연결된 접속 측 리소스를 유지합니다. PDU Session Resource Release Command를 받은 RAN은 해당 리소스를 제거하고 관련 응답 메시지로 그 결과를 코어 네트워크에 보고합니다.

따라서 PFCP Session Deletion이 성공했다고 해서 PDU 세션 해제 전체가 완료된 것은 아닙니다. UPF가 정리되었더라도 gNB에 PDU 세션 리소스가 남아 있다면 네트워크 상태는 여전히 일치하지 않습니다.

UE의 5GSM 세션 컨텍스트 삭제

PDU Session Release Command를 수신한 UE는 로컬 세션 컨텍스트를 정리하고 PDU Session Release Complete로 응답합니다. IP 유형의 PDU 세션이라면 연결된 IP 주소 또는 프리픽스도 해제 과정에 포함됩니다.

SMF의 AMF 통지 및 정책 상태 정리

세션이 Released 상태에 도달하면 SMF는 AMF로 SM Context Status Notification을 보내 AMF가 저장된 세션 상태를 동기화하도록 할 수 있습니다.

PDU 세션에 SM Policy Association이 있는 경우 해당 PCF 정책 관계도 적용되는 절차에 따라 종료하거나 삭제해야 합니다. 특정 DNN, S-NSSAI 또는 가입 관련 상태가 필요한 마지막 세션이라면 해당 조건이 충족될 때 SMF가 UDM 또는 UDR과 연관된 가입 정보나 등록 상태를 추가로 정리할 수도 있습니다. 이런 동작은 조건부이므로 모든 해제에서 나타나는 것은 아닙니다.

따라서 정리 범위는 단일 터널이 아니라 PDU 세션 ID를 중심으로 구성된 여러 상태입니다.

UE 컨텍스트 + RAN 리소스 + SM 컨텍스트 + UPF N4 세션 + 정책 연결

시그널링 추적에서 해제 완료 확인하기

PDU 세션 해제 실패는 사용자 경험만으로는 알아차리기 어려울 수 있습니다. UE가 이미 데이터 전송을 중단했지만 하나 이상의 코어 네트워크 기능에 오래된 상태가 남아 있을 수 있습니다. 또 UE는 로컬 세션을 삭제했는데 UPF의 PFCP 세션은 계속 활성화되어 있을 수도 있습니다.

가능한 모든 메시지 순서를 암기하기보다 영향을 받은 PDU 세션 ID를 중심으로 점검 항목을 마련하는 것이 더 효과적인 문제 해결 방법입니다.

1. 해제 대상 세션 식별: 다른 동시 세션의 시그널링이 혼합되지 않도록 정확한 PDU 세션 ID에 분석 범위를 고정합니다.

2. 트리거 식별: 첫 이벤트가 UE Release Request, PCF 종료 통지, AMF 요청 또는 다른 네트워크 측 이벤트인지 확인합니다.

3. SMF 처리 검증: 요청이 해당 PDU 세션을 담당하는 SMF에 도달했으며 SMF가 해제 절차에 진입했는지 확인합니다.

4. N4 리소스 점검: PFCP Session Deletion Request와 Response가 완료되고 기존 UPF 세션 규칙이 삭제되었는지 확인합니다.

5. N2 리소스 점검: gNB가 PDU 세션 리소스 해제 시그널링을 수신하고 해당 해제 결과를 반환했는지 확인합니다.

6. N1 상태 점검: 명시적 NAS 해제가 적용되는 경우 UE가 Release Command를 수신하고 PDU Session Release Complete를 반환했는지 확인합니다.

7. 최종 상태 검증: AMF의 PDU 세션 상태, SMF 컨텍스트, 모든 PCF 연결이 Released 결과와 일치하는지 확인합니다.

예를 들어 UE가 PDU Session Release Complete를 이미 반환했는데 UPF에 해당 PFCP 세션이 남아 있다면 SMF와 N4 리소스 정리를 먼저 조사해야 합니다. 반대로 PFCP 상태는 삭제되었는데 gNB에 관련 PDU 세션 리소스가 남아 있다면 다음으로 N2 해제 경로를 점검합니다.

반대로 PDU Session Release Request, Release Command 또는 코어 네트워크의 관련 리소스 정리 없이 RRC Release만 확인된다면 PDU 세션이 종료되었다고 판단할 수 없습니다.

표준의 계층마다 메시지 이름이 달라 혼동이 생길 수도 있습니다. 일부 절차 설명에서는 특정 단계를 “PDU Session Release Ack”라고 부르기도 하지만, UE가 PDU Session Release Command를 수락한 뒤 실제로 보내는 5GSM NAS 메시지는 PDU Session Release Complete입니다. 무선 인터페이스와 NAS 추적 분석에서는 실제 Message Type을 기준으로 판단해야 합니다.

따라서 더 신뢰할 수 있는 완료 기준은 다음과 같습니다. 어떤 특정 “마지막” 메시지가 나타났는지가 아니라 원래 PDU 세션 ID와 관련된 상태가 UE, RAN, SMF 및 UPF에서 모두 제거되었는가?

자주 묻는 질문

PDU 세션을 해제하면 UE도 등록 해제되나요?

반드시 그렇지는 않습니다. PDU 세션 해제는 지정한 데이터 세션만 종료합니다. UE는 5GS 등록 상태를 유지하고 다른 활성 PDU 세션을 계속 사용할 수 있습니다. 등록 해제는 UE와 5GS 사이의 등록 관계를 종료하는 별도의 절차입니다.

PDU 세션 해제 시 UE의 IP 주소도 해제되나요?

IP 유형 PDU 세션에서는 해당 IP 주소나 프리픽스 역시 해제해야 하는 리소스입니다. 절차 완료 후에는 해제된 PDU 세션의 유효한 사용자 평면 주소로 사용해서는 안 됩니다. 주소 풀 반환 및 추후 재할당 여부는 네트워크 구현에 따라 다릅니다.

PFCP 세션 삭제가 PDU 세션 해제와 같은 절차인가요?

아닙니다. PFCP Session Deletion은 SMF가 N4를 통해 UPF 세션과 사용자 평면 규칙을 삭제하는 절차입니다. PDU 세션 해제의 중요한 부분이지만 전체 해제 절차에는 UE, RAN, AMF, PCF 등 관련 컨텍스트도 포함될 수 있습니다.

PDU 세션 해제와 PDU 세션 수정의 핵심 차이는 무엇인가요?

PDU 세션 수정은 기존 세션을 활성 상태로 유지하면서 QoS, 정책 또는 관련 리소스를 변경합니다. PDU 세션 해제는 특정 세션을 종료하고 연결된 리소스를 제거합니다. 동일한 PDU 세션 ID가 여전히 유효하고 트래픽을 전달한다면 일반적으로 해제가 완료된 것은 아닙니다.

UE가 해제를 요청했는데 네트워크에서 Release Command를 다시 보내는 이유는 무엇인가요?

UE Release Request는 UE의 세션 종료 요청을 나타내지만 SMF는 UPF, RAN, UE의 상태를 조정해야 합니다. 네트워크가 해제 처리를 진행하면 PDU Session Release Command로 UE에 해당 5GSM 세션 컨텍스트를 삭제하도록 지시하고 UE는 PDU Session Release Complete로 응답합니다.