5G核心网基础总结归纳

第NFV架构NFVI层FusionSphere将服务器，存储的物理资源进行虚拟化。VIM：华为产品FusionSphereOM(FM)，负责虚拟化资源管理PIM：华为产品eSight，负责硬件管理eSight汇聚硬件告警，FM汇聚虚拟化资源告警，FM将虚拟化资源告警报给eSight，eSight将硬件告警和虚拟化资源告警上报给U2020NFVP层5GC网元(VNF)采用容器架构，容器建立在VM中，为虚机型容器。VNFM：华为产品LCM，负责VNF的生命周期管理，可以对VNF进行扩缩容等。CaaS-Master：华为产品FusionStage，负责容器的生命周期管理。FusionStage告警作为VNFM的一部分向U2020上报网元VNF告警直接上报给U2020VNFO层OSS：华为产品U2020NFVO：华为产品NFVO5GC网络架构5GC网元控制面网元间接口为服务化接口5GC网元功能简介AMF：(AMF执行MME中的接入控制和移动性管理功能)注册管理：连接管理，可达性管理，移动性管理，接入鉴权，接入授权合法监听转发UE和SMF间的SM消息转发UE和SMSF间的SMS消息SMF：(SMF相当于MME中的会话管理功能、SGW-C和PGW-C功能的聚合)会话管理：UEIP地址分配和管理，选择和控制UPF，配置UPF的流量定向，转发至合适的目的网络策略控制和Qos合法监听CDR搜集下行数据通知（DownlinkDataNotification）.UPF:(UPF相当于SGW-U和PGW-U)数据面锚点连接数据网络的PDU会话点报文路由和转发：报文解析和策略执行合法监听(UPcollection)UDM：(UDM相当于HSS)签约数据管理用户服务NF注册管理产生3GPPAKA鉴权参数基于签约数据的接入授权(e.g.漫游限制)保证业务/会话连续性AUSF：(AUSF相当于3GPPAAAServer)支持鉴权服务功能PCF:(PCF相当于PCRF)支持统一策略管理网络行为提供策略规则给控制面功能，由其执行从UDR获取签约相关信息以便做策略决策NEF:(NEF相当于SCEF，但是现在NEF开放的能力还未包括IMS部分向AF、第三方、边缘计算提供3GPP网络的能力和事件从AF获取外部应用信息以便提高给3GPP网络内部信息与外部信息的翻译功能将用于向外部开放的信息存储在UDR中UDR:存储和检索UDM的签约数据存储和检索PCF的策略数据存储和检索NEF的结构化数据，供网络能力开放存储和检索NEF的应用数据，供应用检测NSSF:选择服务UE的一组网络切片实例确定允许的NSSAI，并且如果需要的话，映射到签约的S-NSSAI确定配置的NSSAI，并且如果需要的话，映射到签约的S-NSSAI确定用于服务UE的AMF集合，或者可能基于配置通过查询NRF来确定候选AMF的列表NRF:(类似于dns功能)支持服务和网络功能发现功能维护网络功能信息，包括可用性及其支持服务5G网络接口及协议介绍控制面所有NF之间的交互采用服务化接口，同一种服务可以被多种NF调用，降低NF之间接口定义的耦合度，最终实现整网功能的按需定制，灵活支持不同的业务场景和需求服务化接口：服务化接口包含以下接口：Namf,Nsmf,Nudm,Nnrf,Nnssf,Nausf,Nnef,Nsmsf,Nudr,Npcf,N5g-eir,Nlmf.应用层包括JSON、Protobuf等编解码协议5GSBA接口协议栈的5层（从上到下）所采取的协议是：（1）API设计方式以Restful为主；（2）IDL（接口描述语言）采取OpenAPI3.0；（3）序列化协议采取JSON；（4）应用层采取HTTP/2；（5）传输层采取TCP。N1N1接口为UE和AMF间的信令面接口。当UE同时通过不同接入方式（3GPP/Non-3GPP）接入到AMF时，每个接入方式各有一个N1NAS信令连接。N2N2接口为(R)AN和AMF间的信令面接口，类似于S1-MME。N2接口定义了两种不同的流程：与N2接口管理相关且与UE无关的流程，如N2接口建立或重置。与UE相关的流程，如NAS消息传输、UE上下文管理、PDU会话管理、切换管理。数据面接口(N3,N9,N6)N3接口是5G(R)AN（RadioAccessNetwork）与UPF（UserPlaneFunction）间的接口，主要用于传递5G(R)AN与UPF间的上下行用户面数据，类似于S1-U。N3接口采用GTPv1-U协议，支持3GPPTS29.281协议。N9接口为UPF和UPF之间的用户面接口，用于传递UPF间的上行、下行用户数据流。N9接口采用GTPv1-U协议，支持3GPPTS29.281协议。N6接口为UPF（UserPlaneFunction）与DN（DataNetwork）的接口，用于传递UPF与DN之间的上下行用户数据流，基于IP和路由协议与DN网络通信，类似于Sgi口。N4N4接口为SMF和UPF间的接口，用于传输SMF和UPF间的控制面信息，类似于CUPS架构中的Sx口。PFCPRequest消息的目的知名端口是8805，源端口由发送端本地分配。(UPF上N4口的知名端口为8805)N26N26接口为MME和AMF间的信令面接口。接口主要涉及45G互操作以及EPSFB流程。基本信令流程注册流程注册类型分为四种，通过携带不同的注册类型从而实现不同的注册处理流程初始注册（类似4G中的Attach）移动性注册更新（类似4G中的TAU）周期性注册更新（类似4G中的周期性TAU）紧急注册通用注册流程中关键点：RegistrationRequestUE向AMF发送MM-NAS注册请求 注册请求包括：注册类型，SUCI或SUPI或5G-GUTI，安全参数，RequestedNSSAI，映射的RequestedNSSAI，UE的5GC能力，PDU会话状态，需要重新唤起的PDU会话，Followon请求，MICO模式优先项）。注册过程中涉及AMF通过NRF找UDM，AUSF若新侧AMF是初始注册的AMF或者AMF没有UE合法的上下文，AMF向UDM发起Nudm_UECM_Registration进行注册，并通过Nudm_SDM_Get获取签约数据。AMF向UDM发送Nudm_SDM_Subscribe订阅签约数据变更通知服务，当订阅的签约数据周期性注册定时器发生变更时，AMF会收到UDM的变更通知。14d，如果UDM存储了UE接入类型与新AMF之间的关联信息，UDM会发送Nudm_UECM_DeregistrationNotification给老侧AMF，通知老侧AMF删除UE上下文。如果UDM指示的服务NF删除原因是初始注册，AMF调用所有相关SMF的Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext服务操作，通知SMFUE已经在老侧AMF上去注册。SMF收到通知后，将释放PDU会话。14e，老侧AMF通过发起Nudm_SDM_unsubscribe取消UDM签约数据的订阅。RegistrationAccept新AMF向UE发送注册接受消息（5G-GUTI，注册区域，移动性限制，PDU会话状态，AllowedNSSAI，周期性注册计时器，LADN信息和接受的MICO模式，IMS语音在PS会话支持上指示，紧急服务支持指示）通知UE注册请求被接受。会话建立流程PDU会话建立流程用于创建新的PDU会话，在PDU会话创建成功后，网络为UE分配了IP地址，并且建立了UE到DN的专用通道，UE可使用该IP地址访问位于DN上的业务；或者PDU会话建立流程也用于会话的跨系统切换，或者与N3GPP间的会话切换。PDUSessionEstablishmentRequestUE请求建立PDU会话（消息中携带切片信息，DNN，SSCmode,PDUtype）。若该流程用于跨系统切换或者N3GPP间的切换，则该消息携带“ExistingPDUSession”指示.UPFselectionSMF根据UE位置、DNN、S-NSSAI等信息选择UPF，并根据UE在UDM中签约时确定的IP地址为UE分配IP地址，也可以由UPF根据本地地址池为UE分配IP地址.Namf_Communication_N1N2MessageTransferSMF向AMF发送Namf_Communication_N1N2MessageTransfer消息，携带的信息包括发送给(R)AN的N2SMInformation，其中包含QFI、QoSProfile、CNTunnelInfo等信息，发送给UE的N1SMContainer，其中包含PDUSessionEstablishmentAccept、AllocatedIPv4Address等信息，通知(R)AN和UE需要建立PDU会话.PDUSessionResour