第1頁 PAGE5G核心網(wǎng)你是真的變了嗎俗話說：“花無百日紅，人無千日好”，這邊4G網(wǎng)絡(luò)還在勤懇工作著，那邊3GPP已經(jīng)敲定使用SBA服務(wù)化架構(gòu)來構(gòu)建5G核心網(wǎng)了~想必大家已經(jīng)見過了5G新架構(gòu)，我們熟悉的MME、SGW、PGW等網(wǎng)元全都不翼而飛，出現(xiàn)了那么多陌生的XXXF（AMF、SMF……），NXXX接口（Namf、Nsmf……），還有橫在中間的那根線……叫人忍不住想問一句：5G核心網(wǎng)，這次你是真的變了嗎？“變”得太多有點猝不及防~~要不先來回顧一下核心網(wǎng)的角色定位吧~作為移動通信網(wǎng)絡(luò)的核心部分，核心網(wǎng)起著承上啟下的作用，主要負責處理終端用戶的移動管理、會話管理以及數(shù)據(jù)傳輸（核心功能）。以熟悉的4G核心網(wǎng)（即EPC）為例~~MME專注于移動性管理，SGW和PGW共同進行會話管理和數(shù)據(jù)傳輸，整個網(wǎng)絡(luò)控制與承載分離，呈扁平化結(jié)構(gòu)。EPC的出現(xiàn)，相比較2、3G時代，已經(jīng)為用戶提供了更好的服務(wù)，能夠快速傳輸語音、圖像和視頻信息。但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及人們對業(yè)務(wù)應(yīng)用的渴求，EPC網(wǎng)絡(luò)的不足也日漸顯現(xiàn)：整體式網(wǎng)元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致業(yè)務(wù)改動復(fù)雜、可靠性方案實現(xiàn)復(fù)雜，控制面和用戶面消息交織導(dǎo)致部署運維難度大。為了解決這些痛點，業(yè)界專家潛心研究，確定5G核心網(wǎng)將再次向分離式的架構(gòu)演進。一是網(wǎng)絡(luò)功能的分離，吸收了NFV云原生的設(shè)計思想，希望以軟件化、模塊化、服務(wù)化的方式來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。二是控制面和用戶面的分離，讓用戶面功能擺脫“中心化”的約束，使其既可靈活部署于核心網(wǎng)，也可部署于接入網(wǎng)。現(xiàn)在我們可以收拾好情緒，重新來了解5GC新架構(gòu)了。首先，5G核心網(wǎng)（以下簡稱5GC）將控制面和用戶面徹底分離。其次，傳統(tǒng)網(wǎng)元被拆分為多個網(wǎng)絡(luò)功能NF。因為符合SBA服務(wù)化架構(gòu)，各個NF是獨立自治的，無論是新增、升級還是改造都不會妨礙到其他NF。雖然是變得有點“面目全非”，但細心的你一定能發(fā)現(xiàn)，EPC中網(wǎng)元的相關(guān)功能都可以在5GC中的NF找到歸屬。讓我們試著用不同的顏色來標識不同的網(wǎng)絡(luò)功能。首先介紹一下控制面中負責移動性和會話管理的NF：AMF負責用戶的移動性和接入管理，SMF負責用戶會話管理功能。這兩個NF共同完成EPC中MME和SGW/PGW控制面的功能?？刂泼孢€有一組負責用戶數(shù)據(jù)管理的NF：為首的UDM負責前臺數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理，包括用戶標識、用戶簽約數(shù)據(jù)、鑒權(quán)數(shù)據(jù)等。AUSF配合UDM專門負責用戶鑒權(quán)數(shù)據(jù)相關(guān)的處理。在這些控制面NF身后，UDR和UDSF負責著后臺數(shù)據(jù)存儲功能，這兩個NF屬于幕后英雄，通常沒體現(xiàn)到架構(gòu)圖中。UDR（統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲）：存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，例如UDM和PCF管理的用戶簽約數(shù)據(jù)、策略數(shù)據(jù)。UDSF(非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲功能)：存儲特定NF的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，例如AMF和SMF使用的會話ID、狀態(tài)數(shù)據(jù)?？刂泼孢€新增了一系列網(wǎng)絡(luò)平臺相關(guān)的NF：NEF（網(wǎng)絡(luò)開放功能）、NRF（網(wǎng)絡(luò)存儲功能）和NSSF（網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能）。從全稱不難看出，NEF負責對外開放網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，NRF負責對NF進行登記和管理，NSSF用來管理網(wǎng)絡(luò)切片相關(guān)的信息。

用戶面由UPF（用戶面功能）全權(quán)掌握大局，代替了SGW和PGW中用戶面的路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能。變化之徹底，連接口都沒有放過。控制面的NF摒棄了傳統(tǒng)的點對點通訊方式，采用了基于服務(wù)化架構(gòu)的SBI串行總線接口協(xié)議，傳輸層統(tǒng)一采用HTTP/2協(xié)議，應(yīng)用層攜帶不同的服務(wù)消息。應(yīng)用到每個NF身上即為服務(wù)化接口，也就是先前說的NXXX接口（Namf、Nsmf……）。因為底層傳輸方式相同，所有的服務(wù)化接口就可以在同一總線（即下圖中的那根黑線）上進行傳輸，這種通訊方式又可以理解為總線通訊方式?？偩€上具體的消息交互是怎么工作呢？也很簡單，每個NF通過各自的服務(wù)化接口對外提供服務(wù)，并允許其他獲得授權(quán)的NF訪問或調(diào)用自身的服務(wù)。提供服務(wù)的NF被稱為NF服務(wù)提供者，訪問和調(diào)用服務(wù)的NF被稱為NF服務(wù)使用者。他們之間通過訂閱和通知的方式進行具體的消息交互。既然提到了5GC的接口，這里我們特別提出“參考點”的概念，即特定兩個功能塊之間的交互關(guān)系。在5GC中，提供兩種形式的參考點：一種是基于服務(wù)化接口的參考點，例如控制面NF之間的交互關(guān)系；一種是基于傳統(tǒng)點對點通信的參考點，例如NF與無線側(cè)以及與外部網(wǎng)絡(luò)連接時的交互關(guān)系。為了幫助大家更好的理解5GC中各個NF之間及對外的交互關(guān)系，3GPP協(xié)議中也提供了傳統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)的架構(gòu)圖?？刂泼骟w現(xiàn)基于服務(wù)化接口的參考點，如N12、N13等紅色部分?？刂泼婧蚒PF、5GC和無線側(cè)以及外部網(wǎng)絡(luò)連接時，體現(xiàn)的是基于傳統(tǒng)點對點通信的參考點，如N1、N2等藍色部分。以上的拓撲結(jié)構(gòu)圖好像不