{"id":14737,"date":"2026-08-27T14:35:12","date_gmt":"2026-08-27T11:35:12","guid":{"rendered":"https:\/\/vasexperts.com\/?p=14737"},"modified":"2026-08-27T14:43:19","modified_gmt":"2026-08-27T11:43:19","slug":"cups-for-pcef-pgw-why-separate-the-control-plane-and-user-plane-in-the-mobile-core","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vasexperts.com\/fr\/blog\/mobile-networks\/cups-for-pcef-pgw-why-separate-the-control-plane-and-user-plane-in-the-mobile-core\/","title":{"rendered":"CUPS pour PCEF\/PGW : pourquoi s\u00e9parer le Control Plane et le User Plane dans le c\u0153ur mobile"},"content":{"rendered":"S\u00e9parer le plan de contr\u00f4le et le plan utilisateur permet de r\u00e9partir ces fonctions sur des n\u0153uds diff\u00e9rents et de les dimensionner ind\u00e9pendamment. Mais la s\u00e9paration \u00e0 elle seule ne rend pas le service continu : elle cr\u00e9e seulement une architecture dans laquelle la continuit\u00e9 peut \u00eatre assur\u00e9e.\r\n \r\nPour cela, le n\u0153ud de transport de donn\u00e9es doit devenir rempla\u00e7able, et son remplacement doit \u00eatre une op\u00e9ration pilot\u00e9e qui n\u2019interrompt pas les sessions actives. Cette approche architecturale s\u2019appelle CUPS. Voyons pourquoi la s\u00e9paration des plans ne garantit pas \u00e0 elle seule la continuit\u00e9 des sessions, dans quelles situations cette continuit\u00e9 peut se rompre, comment fonctionne un transfert de session pilot\u00e9, et o\u00f9 cette approche trouve ses limites.\r\n \r\n[important]CUPS (Control and User Plane Separation) est une architecture dans laquelle les fonctions de gestion des sessions, l\u2019\u00e9change de signalisation entre les \u00e9l\u00e9ments du r\u00e9seau et l\u2019\u00e9tat des abonn\u00e9s sont s\u00e9par\u00e9s des fonctions de traitement du trafic utilisateur. Le plan de contr\u00f4le prend les d\u00e9cisions et g\u00e8re les sessions, tandis que le plan utilisateur traite directement le trafic.[\/important]\r\n<h2>De quoi se compose la passerelle de service<\/h2>\r\nAu sein de la passerelle de service, on distingue trois entit\u00e9s : les donn\u00e9es d\u2019\u00e9tat de l\u2019abonn\u00e9, la logique de traitement du trafic, et l\u2019interface qui les relie.\r\n \r\nLe plan de contr\u00f4le sait qui est l\u2019abonn\u00e9 et \u00e0 quoi il a droit. C\u2019est une couche o\u00f9 les changements sont peu fr\u00e9quents, mais d\u2019une importance critique.\r\n \r\nLe plan utilisateur, lui, ne re\u00e7oit qu\u2019une certaine information par session, mais sait ce qui se passe au niveau des paquets. Il classe le trafic selon le service concern\u00e9, applique des r\u00e8gles d\u00e9j\u00e0 d\u00e9finies et tient des compteurs de consommation pour chaque service. C\u2019est une couche \u00e0 haute performance, optimis\u00e9e pour le d\u00e9bit et non pour la conservation de connaissances.\r\n \r\nEntre les deux subsiste une interface \u00e9troite et explicite : le plan de contr\u00f4le envoie des commandes vers le bas, et le plan utilisateur renvoie des rapports d\u2019\u00e9tat et de consommation.\r\n \r\n[important]La rempla\u00e7abilit\u00e9 architecturale est la capacit\u00e9 d\u2019un syst\u00e8me \u00e0 pr\u00e9server la continuit\u00e9 de service lors du remplacement de n\u0153uds individuels ou de leur mise hors service.[\/important]\r\n \r\nC\u2019est pr\u00e9cis\u00e9ment parce que l\u2019interface est \u00e9troite qu\u2019un n\u0153ud du plan utilisateur devient rempla\u00e7able. Il ne stocke rien de permanent, seulement ce qui peut \u00eatre reconstitu\u00e9 par une commande venue d\u2019en haut. Si ce n\u0153ud tombe en panne, br\u00fble, est red\u00e9marr\u00e9 ou remplac\u00e9 par un nouveau, le plan de contr\u00f4le renvoie simplement les m\u00eames commandes, et tout est restaur\u00e9.\r\n<noscript><img decoding=\"async\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/entities-of-the-control-plane-and-the-user-plane.svg\" alt=\"Entities of the control plane and the user plane\" width=\"100%\" height=\"auto\" class=\"alignnone size-full wp-image-14741\"><\/noscript><img decoding=\"async\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/entities-of-the-control-plane-and-the-user-plane.svg\" alt=\"Entities of the control plane and the user plane\" width=\"100%\" height=\"auto\" class=\"alignnone size-full wp-image-14741 lazyload\" data-src=\"\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/entities-of-the-control-plane-and-the-user-plane.svg\">\r\nFigure 1 \u2014 Entit\u00e9s du plan de contr\u00f4le et du plan utilisateur\r\n \r\n<h2>O\u00f9 la continuit\u00e9 peut se rompre<\/h2>\r\nPouvoir changer les n\u0153uds ind\u00e9pendamment ne garantit pas encore que l\u2019abonn\u00e9 ne remarquera pas le remplacement. Un n\u0153ud de transport de donn\u00e9es doit \u00eatre retir\u00e9 du service non seulement en cas de panne, mais aussi de mani\u00e8re planifi\u00e9e : pour des travaux de maintenance ou une mise \u00e0 jour.\r\n \r\nLa diff\u00e9rence entre ces deux cas est fondamentale. Pendant des travaux techniques, le n\u0153ud continue de fonctionner, il y a donc le temps de pr\u00e9parer d\u2019abord un rempla\u00e7ant, puis seulement ensuite de d\u00e9connecter la source. En cas de panne, ce temps n\u2019existe pas. Le n\u0153ud cesse de r\u00e9pondre avant que le r\u00e9seau ait pu pr\u00e9parer le transfert des sessions. Une partie de l\u2019\u00e9tat est perdue, et il n\u2019est alors plus possible d\u2019exclure totalement une coupure.\r\n \r\nD\u2019o\u00f9 une r\u00e8gle simple mais essentielle : tant que le n\u0153ud est encore disponible, il faut transf\u00e9rer la session vers le nouveau avant de d\u00e9connecter l\u2019ancien. C\u2019est exactement sur cette r\u00e8gle que repose le transfert pilot\u00e9.\r\n<h2>Transfert pilot\u00e9 : d\u2019abord connecter, ensuite d\u00e9connecter<\/h2>\r\nCe principe est connu dans d\u2019autres domaines sous le nom de \u00ab make before break \u00bb (connecter avant de rompre). Le nouveau n\u0153ud est d\u2019abord pr\u00e9par\u00e9 pour prendre en charge la session, puis le trafic y est bascul\u00e9, et ce n\u2019est qu\u2019ensuite que l\u2019ancien n\u0153ud est d\u00e9connect\u00e9. C\u2019est l\u00e0 que se r\u00e9v\u00e8le le sens de la s\u00e9paration des plans : le plan de contr\u00f4le g\u00e8re enti\u00e8rement le transfert de la session, tandis que les n\u0153uds du plan utilisateur ne font qu\u2019ex\u00e9cuter ses commandes.\r\n \r\nL\u2019\u00e9tat de l\u2019abonn\u00e9 est stock\u00e9 dans le plan de contr\u00f4le. C\u2019est pourquoi il peut le recr\u00e9er sur un autre n\u0153ud, en transmettant le profil, les r\u00e8gles et les services autoris\u00e9s. Le nouveau n\u0153ud ne re\u00e7oit pas l\u2019\u00e9tat directement de l\u2019ancien : les n\u0153uds du plan utilisateur n\u2019interagissent pas entre eux.\r\n \r\nIl est important de noter que la session n\u2019est pas simplement \u00ab bascul\u00e9e \u00bb d\u2019un n\u0153ud \u00e0 un autre. Elle est transf\u00e9r\u00e9e comme une op\u00e9ration s\u00e9quentielle, par \u00e9tapes, avec un point de non-retour. Tant que la s\u00e9quence n\u2019est pas achev\u00e9e, le syst\u00e8me conserve toujours un n\u0153ud pr\u00eat \u00e0 prendre en charge la session. C\u2019est pourquoi un remplacement planifi\u00e9 ne devrait pas entra\u00eener de coupure de connexion.\r\n \r\n<noscript><img decoding=\"async\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/diagram-of-managed-session-handover.svg\" alt=\"Diagram of managed session handover\" width=\"100%\" height=\"auto\" class=\"alignnone size-full wp-image-14740\"><\/noscript><img decoding=\"async\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/diagram-of-managed-session-handover.svg\" alt=\"Diagram of managed session handover\" width=\"100%\" height=\"auto\" class=\"alignnone size-full wp-image-14740 lazyload\" data-src=\"\/wp-content\/uploads\/2026\/08\/diagram-of-managed-session-handover.svg\">\r\nFigure 2 \u2014 Sch\u00e9ma du transfert pilot\u00e9 de session\r\n \r\n<h2>Et la facturation ?<\/h2>\r\nLa continuit\u00e9 du transfert de donn\u00e9es ne signifie pas \u00e0 elle seule la continuit\u00e9 de la comptabilisation. L\u2019abonn\u00e9 peut ne pas remarquer le changement de n\u0153ud, mais si un \u00e9cart appara\u00eet ensuite dans la facturation, le probl\u00e8me n\u2019est r\u00e9solu qu\u2019\u00e0 moiti\u00e9. C\u2019est pourquoi, lors du transfert, il faut pr\u00e9server non seulement l\u2019\u00e9tat du service, mais aussi les informations de consommation.\r\n \r\nOn utilise ici les rapports des deux n\u0153uds. Le nouveau n\u0153ud re\u00e7oit un seuil : le volume de trafic qu\u2019il reste encore permis \u00e0 l\u2019abonn\u00e9 de consommer. Ce seuil correspond au reliquat du quota connu. Avant de se d\u00e9connecter, l\u2019ancien n\u0153ud envoie au plan de contr\u00f4le un rapport final sur le volume r\u00e9ellement consomm\u00e9. Le plan de contr\u00f4le additionne ces valeurs et \u00e9tablit sur le nouveau n\u0153ud un seuil d\u00e9j\u00e0 absolu.\r\n \r\nIl est important que le volume ne soit pas reconstitu\u00e9 \u00e0 partir des seuils eux-m\u00eames. Il est tir\u00e9 des rapports de consommation r\u00e9elle. Cela permet d\u2019\u00e9viter deux probl\u00e8mes :\r\n<ul>\r\n \t<li>la perte d\u2019une partie du volume consomm\u00e9 ;<\/li>\r\n \t<li>le double comptage d\u2019un m\u00eame volume.<\/li>\r\n<\/ul>\r\nIl en d\u00e9coule une autre cons\u00e9quence : il n\u2019est pas n\u00e9cessaire de cl\u00f4turer une session de facturation active simplement parce que le n\u0153ud a \u00e9t\u00e9 remplac\u00e9. L\u2019abonn\u00e9 a continu\u00e9 d\u2019utiliser le service, et le volume consomm\u00e9 est connu avec pr\u00e9cision. Il n\u2019y a donc aucune raison d\u2019envoyer \u00e0 la facturation un message de coupure.\r\n \r\nAvec 20 millions d\u2019abonn\u00e9s et cinq n\u0153uds de transport de donn\u00e9es, cela devient particuli\u00e8rement visible. Si un n\u0153ud \u00e9tait retir\u00e9 en fermant les sessions de force, jusqu\u2019\u00e0 16 millions de messages pourraient \u00eatre envoy\u00e9s vers la facturation. Avec le transfert pilot\u00e9, ces messages n\u2019apparaissent pas.\r\n[product id=\u00a0\u00bb11736\u2033 type=\u00a0\u00bbdark\u00a0\u00bb]\r\n<h2>O\u00f9 s\u2019arr\u00eate la continuit\u00e9<\/h2>\r\nTout m\u00e9canisme a des limites d\u2019applicabilit\u00e9. Une architecture ne doit pas seulement montrer ce qu\u2019elle sait pr\u00e9server, mais aussi indiquer honn\u00eatement ce qui ne peut pas l\u2019\u00eatre.\r\n<h3>Traduction d\u2019adresses NAT<\/h3>\r\nNotons que le User Plane du <a href=\"\/fr\/products\/pcef-policy-and-charging-enforcement-function\/\">PCEF<\/a> ne dispose pas seulement de la fonction DPI, mais assure aussi le <a href=\"\/fr\/products\/cgnat\/\">NAT<\/a> (CG-NAT, NAT64, NAT 1:1).\r\n \r\nLa traduction d\u2019adresses CG-NAT est un m\u00e9canisme dans lequel l\u2019appareil de l\u2019abonn\u00e9 re\u00e7oit une adresse IP priv\u00e9e \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du r\u00e9seau de l\u2019op\u00e9rateur, tandis qu\u2019il sort vers l\u2019ext\u00e9rieur sous une autre adresse, publique. Cela r\u00e9sout le probl\u00e8me de p\u00e9nurie d\u2019adresses et am\u00e9liore la s\u00e9curit\u00e9. Mais la correspondance entre l\u2019adresse interne et l\u2019adresse externe est stock\u00e9e dans la m\u00e9moire d\u2019un n\u0153ud pr\u00e9cis. Si la session est transf\u00e9r\u00e9e vers un autre n\u0153ud, l\u2019adresse publique et le port des connexions d\u00e9j\u00e0 \u00e9tablies changeront. Pour ces connexions, cela \u00e9quivaut \u00e0 une coupure.\r\n \r\nC\u2019est pourquoi ces connexions ne peuvent pas \u00eatre transf\u00e9r\u00e9es de fa\u00e7on transparente. On utilise pour elles une interruption naturelle des sessions en cours, avec \u00e9tablissement de nouvelles sessions de trafic : un retrait planifi\u00e9 du n\u0153ud implique de faire basculer le trafic d\u2019une adresse priv\u00e9e vers un autre User Plane disposant d\u2019un pool diff\u00e9rent d\u2019adresses IP publiques.\r\n \r\nIl existe aussi une autre approche : la synchronisation des connexions entre NAT. Dans ce cas, la table de traductions NAT est synchronis\u00e9e entre plusieurs n\u0153uds. Mais il s\u2019agit alors d\u2019une d\u00e9cision architecturale \u00e0 part enti\u00e8re, qui influence \u00e9galement le plan d\u2019adressage. On ne peut donc pas la consid\u00e9rer simplement comme un param\u00e8tre qui supprimerait automatiquement la limitation.\r\n<h3>R\u00e9partition du trafic entre plusieurs UP<\/h3>\r\nLe trafic des sessions est bidirectionnel : de l\u2019abonn\u00e9 vers le serveur, et retour. Les sens aller et retour sont \u00e9quilibr\u00e9s par des m\u00e9canismes diff\u00e9rents.\r\n \r\nLe trafic sortant est r\u00e9parti au moyen d\u2019un r\u00e9partiteur de charge L3, sur la base de l\u2019IPsrc et de l\u2019IMSI. Le trafic entrant est attir\u00e9 par le User Plane lui-m\u00eame (DPI+NAT) via des annonces BGP.\r\n<h3>Panne d\u2019un n\u0153ud<\/h3>\r\nEn cas de panne du User Plane, il n\u2019y a pas de transfert pilot\u00e9 : le DPI cesse tout simplement de r\u00e9pondre. Dans ce cas, une partie du volume consomm\u00e9 peut ne pas figurer dans le rapport final. Mais m\u00eame ici, l\u2019ampleur de la perte possible peut \u00eatre limit\u00e9e \u00e0 l\u2019avance. Elle est d\u00e9termin\u00e9e par la somme des seuils fix\u00e9s sur le n\u0153ud. Le plan de contr\u00f4le peut fractionner les quotas qu\u2019il d\u00e9livre, en fixant des seuils de rapport plus petits et en collectant lui-m\u00eame les donn\u00e9es interm\u00e9diaires. La facturation re\u00e7oit n\u00e9anmoins la valeur d\u2019origine du quota, une fois que le volume accumul\u00e9 atteint la valeur n\u00e9cessaire.\r\n \r\nUn budget de risque pilot\u00e9 appara\u00eet ainsi. L\u2019op\u00e9rateur d\u00e9finit \u00e0 l\u2019avance quel volume il est acceptable de perdre en cas de panne d\u2019un n\u0153ud. La fr\u00e9quence des rapports des n\u0153uds est d\u00e9termin\u00e9e par ce budget, tandis que la fr\u00e9quence de transmission des informations \u00e0 la facturation est d\u00e9termin\u00e9e par la taille du quota. L\u2019\u00e9change avec la facturation lui-m\u00eame ne devient pas plus fr\u00e9quent pour autant.\r\n<h2>Comment v\u00e9rifier la continuit\u00e9<\/h2>\r\nLa continuit\u00e9 de service ne peut pas \u00eatre prouv\u00e9e par le simple fait que le syst\u00e8me n\u2019ait pas envoy\u00e9 de message d\u2019erreur. Elle doit \u00eatre mesur\u00e9e pendant un transfert r\u00e9el.\r\n \r\nLe test ne doit \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 que si un trafic r\u00e9el transite par la session active au moment du transfert. Si une coupure appara\u00eet dans le flux, la continuit\u00e9 n\u2019est pas assur\u00e9e, quelle que soit la pr\u00e9cision avec laquelle le syst\u00e8me a journalis\u00e9 le basculement lui-m\u00eame. Le test de recette doit donc v\u00e9rifier le transfert de donn\u00e9es lui-m\u00eame, et non la correction des messages de signalisation.\r\n<h2>Ce qu\u2019apporte finalement la s\u00e9paration des plans<\/h2>\r\nLa valeur du CUPS ne se limite pas au dimensionnement ind\u00e9pendant du contr\u00f4le et du transfert de donn\u00e9es. Ce qui compte bien davantage, c\u2019est que le plan utilisateur devienne rempla\u00e7able. Et lorsqu\u2019un n\u0153ud peut \u00eatre remplac\u00e9, il devient possible de transformer son retrait, d\u2019un \u00e9v\u00e9nement de panne, en une op\u00e9ration pilot\u00e9e.\r\n \r\nPour les travaux planifi\u00e9s, cela se traduit par une s\u00e9quence claire : pr\u00e9parer le nouveau n\u0153ud, y transf\u00e9rer les sessions, d\u00e9connecter l\u2019ancien, et faire correspondre les compteurs. Pour les pannes, il reste un autre m\u00e9canisme : un budget de pertes acceptables d\u00e9fini \u00e0 l\u2019avance.\r\n \r\nC\u2019est pr\u00e9cis\u00e9ment ici que na\u00eet la continuit\u00e9 de service. La s\u00e9paration permet de <strong>piloter l\u2019\u00e9tat des sessions pendant les \u00e9volutions de l\u2019infrastructure.<\/strong> La promesse \u00ab travaux planifi\u00e9s sans impact sur les abonn\u00e9s \u00bb cesse alors d\u2019\u00eatre une formule g\u00e9n\u00e9rale et devient une proc\u00e9dure concr\u00e8te, avec un r\u00e9sultat mesurable et des exceptions clairement \u00e9nonc\u00e9es.\r\n \r\n[product id=\u00a0\u00bb10980\u2033 type=\u00a0\u00bbdark\u00a0\u00bb]","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans le r\u00e9seau d&rsquo;un op\u00e9rateur, le contr\u00f4le des sessions et le transfert de donn\u00e9es \u00e9voluent \u00e0 des rythmes diff\u00e9rents. La base d&rsquo;abonn\u00e9s augmente de quelques points de pourcentage par an, tandis que le trafic cro\u00eet de dizaines de points de pourcentage. Si les deux fonctions r\u00e9sident dans un m\u00eame n\u0153ud, elles doivent \u00eatre dimensionn\u00e9es ensemble, ce qui oblige \u00e0 acheter des ressources qui ne sont pas forc\u00e9ment n\u00e9cessaires.<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":14738,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[102],"tags":[],"class_list":["post-14737","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mobile-networks"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v23.1 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>VAS Experts<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" 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