5GC核心网基本概念

5G网络整体架构及功能1、5G网络的整体架构5G的网络架构主要包括5G接入网和5G核心网,其中NG-RAN代表5G 接入网，5GC代表5G核心网。

2、5G接入网(NG-RAN)5G接入网主要包含一下两个节点：gNB: 为5G网络用户提供NR的用户平面和控制平面协议和功能ng-eNB：为4G网络用户提供NR的用户平面和控制平面协议和功能其中gNB和gNB之间，gNB和ng-eNB之间，ng-eNB和gNB之间的接口都为Xn接口2.1、gNB和ng-eNB的主要功能1、无线资源管理相关功能：无线承载控制，无线接入控制，连接移动性控制，上行链路和下行链路中UE的动态资源分配（调度）2、数据的IP头压缩，加密和完整性保护3、在用户提供的信息不能确定到AFM的路由时，为在UE在附着的时候选择到AMF路由;4、将用户平面数据路由到UPF5、提供控制平面信息向AMF的路由6、连接设置和释放7、寻呼消息的调度和传输8、广播消息的调度和传输9、移动性和调度的测量和测量报告配置10、上行链路中的传输级别数据包标记;11、会话管理13、QoS流量管理和无线数据承载的映射14、支持处于RRC_INACTIVE状态的UE15、NAS消息的分发功能16、无线接入网络共享17、双连接18、支持NR和E-UTRA之间的连接3、5G核心网（5GC）5G的核心网主要包含以下几部分：AMF：主要负责访问和移动管理功能(控制面)UPF：用于支持用户平面功能SMF：用于负责会话管理功能3.1、AMF的主要功能1、NAS信令终止2、NAS信令安全性3、AS安全控制4、用于3GPP接入网络之间的移动性的CN间节点信令5、空闲模式下UE可达性（包括控制和执行寻呼重传）6、注册区管理7、支持系统内和系统间的移动性8、访问认证、授权，包括检查漫游权9 、移动管理控制10、SMF（会话管理功能）选择3.2、UPF的主要功能1、系统内外移动性锚点2、与数据网络互连的外部PDU会话点3、分组路由和转发4、数据包检查和用户平面部分的策略规则实施5、上行链路分类器，支持将流量路由到数据网络6、分支点以支持多宿主PDU会话7、用户平面的QoS处理，例如，包过滤，门控，UL / DL速率执行8、上行链路流量验证（SDF到QoS流量映射）9、下行链路分组缓冲和下行链路数据通知触发3.3、SMF的主要功能1、会话管理2、UE IP地址分配和管理3、选择和控制UP功能4、配置UPF的传输方向，将传输路由到正确的目的地5、控制政策执行和QoS的一部分6、下行链路数据通知3.4、各个逻辑节点的主要功能图5G接入网和5G核心网之间的功能划分。

5G 核心网的构架和一些基础概念上期我们说到5G无线接入网络架构，主要包括5G 接入网和5G 核心网，其中NG-RAN 代表5G 接入网，5GC 代表5G 核心网。

还是这张图：5G核心网主要包括哪些呢？先说一下关键的AMF，SMF，UPFAMF：全称Access and Mobility Management Function，接入和移动管理功能，终端接入权限和切换等由它来负责。

SMF：全称Session Management Function，会话管理功能，提供服务连续性，服务的不间断用户体验，包括IP地址和/或锚点变化的情况。

UPF：全称User Plane Function，用户面管理功能，与UPF关联的PDU会话可以由（R）AN节点通过（R）AN和UPF之间的N3接口服务的区域，而无需在其间添加新的UPF或移除/重新- 分配UPF。

我们看一下5G的系统构架图：AMF\SMF\UPF 处于主体的作用。

非漫游状态下的过程AMF承载以下主要功能：接入和移动管理功能（AMF）包括以下功能。

在AMF的单个实例中可以支持部分或全部AMF功能：▪-终止RAN CP接口（N2）。

▪-终止NAS（N1），NAS加密和完整性保护。

▪-注册管理。

▪-连接管理。

▪-可达性管理。

▪-流动性管理。

▪-合法拦截（适用于AMF事件和LI系统的接口）。

▪-为UE和SMF之间的SM消息提供传输。

▪-用于路由SM消息的透明代理。

▪-接入身份验证。

▪-接入授权。

▪-在UE和SMSF之间提供SMS消息的传输。

▪-安全锚功能（SEAF）。

▪-监管服务的定位服务管理。

▪-为UE和LMF之间以及RAN和LMF之间的位置服务消息提供传输。

▪-用于与EPS互通的EPS 承载ID分配。

▪-UE移动事件通知。

无论网络功能的数量如何，UE和CN之间的每个接入网络只有一个NAS接口实例，终止于至少实现NAS安全性和移动性管理的网络功能之一。

除了上述AMF的功能之外，AMF还可以包括以下功能以支持非3GPP 接入网络：-支持N2接口与N3IWF。

NFV架构1.NFVI层FusionSphere将服务器，存储的物理资源进行虚拟化。

VIM：华为产品FusionSphere OM(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U20202.NFVP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U20203.VNFO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：UE IP 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（Downlink Data Notification）.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(UP collection)UDM：(UDM相当于HSS)签约数据管理用户服务NF注册管理产生3GPP AKA 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3GPP AAA Server)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5G SBA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OpenAPI 3.0；（3）序列化协议采取JSON；（4）应用层采取HTTP/2；（5）传输层采取TCP。

5G专用术语详解（篇一）一、什么是5GC5G技术作为一种尖端通信技术，涉及众多专用术语。

本文将为您详细解析5G中的一个重要术语——5GC。

5GC，全称5th Generation Core，意为第五代核心网。

作为5G 技术的核心部分，5GC负责处理网络中的数据传输、连接管理和业务支持等功能。

相较于4G核心网，5GC在性能、容量、延迟、安全性等方面实现了显著的提升，以满足日益增长的移动数据需求和新兴的垂直行业应用。

5GC采用了多种新技术和改进措施，主要包括以下几点：1.网络切片（Network Slicing）：5GC通过网络切片技术，将物理网络划分为多个虚拟网络，每个虚拟网络针对不同业务需求提供定制化的服务。

这使得5G网络能够同时支持多种应用场景，如高速率、低延迟、高可靠性等。

2.边缘计算（Edge Computing）：5GC将部分计算任务从中心节点迁移到网络边缘，靠近数据产生源。

这有助于降低数据传输延迟，提高网络性能，同时减轻了中心节点的负担。

3.软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）：5GC 采用了SDN技术，通过将网络控制功能从数据平面分离到控制平面，实现了网络的集中管理和配置。

这提高了网络的可编程性、灵活性和可扩展性。

4.网络功能虚拟化（Network Function Virtualization，NFV）：5GC 采用NFV技术，将网络功能实现为软件模块，以便于动态部署、升级和迁移。

这有助于降低网络部署和维护成本，加快创新速度。

5.服务化架构（Service-Based Architecture，SBA）：5GC采用了SBA，将网络功能划分为多个独立的服务，实现模块化、可组合的网络服务。

这有助于简化网络管理和优化，提高网络的可维护性。

6.集成安全：5GC将网络安全融入网络架构设计，实现端到端的安全保障。

通过加密、身份认证、访问控制等技术，确保网络数据和用户隐私的安全。

核心网基础知识培训一、核心网基础概念1. 核心网的定义核心网是移动通信网络的中枢部分，也是整个移动通信网络的核心部分。

它主要负责移动通信网络中的信令控制和数据传输，是移动通信网络中各种业务的统一接入和交换平台，承担着移动通信网络的调度和资源管理等重要任务。

2. 核心网的功能核心网负责移动通信网络中的信令控制和数据传输，主要包括移动性管理、接入控制、业务处理、计费和安全认证等功能。

它还承担着移动通信网络中各种业务的统一接入和交换平台，为用户提供高效、安全、可靠的移动通信服务。

3. 核心网的组成核心网由多个功能相互配合的组件构成，主要包括移动交换机、业务支持节点、接入网关、传输网等组件。

这些组件通过标准的接口和协议相互连接，共同构成了移动通信网络的核心部分。

二、核心网技术知识1. 移动性管理移动性管理是核心网的重要功能之一，主要包括位置登记、位置更新、呼叫寻呼等功能。

通过移动性管理，用户可以在移动通信网络中实现无缝的漫游，并且能够随时随地进行通信。

2. 接入控制接入控制是核心网的另一个重要功能，它主要负责用户接入认证、接入权限控制、访问控制和接入性能管理等功能。

通过接入控制，核心网可以保障网络资源的合理利用，并且为用户提供安全、可靠的接入服务。

3. 业务处理业务处理是核心网的核心功能之一，它主要包括呼叫控制、短信业务、数据业务和增值业务等功能。

通过业务处理，核心网可以实现各种不同类型的业务处理，为用户提供丰富多样的通信服务。

4. 计费计费是核心网的重要功能之一，它主要包括计费策略的制定、计费数据的采集和处理等功能。

通过计费，核心网可以实现对用户通信行为的监控和统计，为用户提供合理的计费服务。

5. 安全认证安全认证是核心网的重要功能之一，它主要包括用户身份鉴别、加密解密和安全通信等功能。

通过安全认证，核心网可以保障用户通信的安全性和隐私性，为用户提供安全可靠的通信服务。

三、核心网发展趋势1. 虚拟化技术随着云计算和大数据技术的发展，核心网将会逐渐采用虚拟化技术，实现网络功能的软件定义和灵活部署，降低网络运维成本，提高网络资源利用率。

5G通信基本术语详解目录UPF (3)PDU (3)NDR (3)UE (3)NR：New Radio (3)LTE (4)VoLTE (4)5GC (4)gNB (4)Massive MIMO (4)SA (5)NSA (5)锚点 (5)AF (5)NEF (5)AMF (5)AUSF (6)PCF (6)NRF (6)SMF (6)UDM (6)DN (7)DNN (7)DU和CU (7)NSSF (7)NSI和NSSI (7)MME (8)流表 (8)PDU (8)NSSAI (8)MANO (9)NFV架构 (9)VIM (9)eMBB (9)mMTC (9)uRLLC (10)VNF (10)NFV (10)gNB (11)ng-eNB (11)NG-RAN (11)SBA架构 (11)IMS (11)SBA (12)RNIS (12)BBU与RRU (12)MEP (13)SGW (13)PGW (14)EPC (14)SCTP (14)APN (15)PDN (15)PFCP (15)UPF用户面功能（UPF，User Plane Function)是3GPP 5G 核心网系统架构的重要组成部分，主要负责5G核心网用户面数据包的路由和转发相关功能。

UPF 在5G 面向低时延、大带宽的边缘计算和网络切片技术上发挥着举足轻重的作用。

本文将介绍5G 核心网UPF 网元。

首先介绍UPF 的演进历史和3GPP 在标准层面对UPF 的功能要求及接口设计；然后将结合不同业务场景对时延、带宽、可靠性等差异化的需求，介绍UPF 在边缘计算中的分流技术及部署方式。

用户面功能（UPF，User Plane Function)代表控制和用户平面分离（CUPS，Control and User Plane Separation）策略在数据平面的演进。

UPF等同于 CUPS 后的 SGW-U 和 PGW-U，主要用于 Data 的传输。

5gc虚拟化原理
5GC（5G Core Network）虚拟化原理主要基于网络功能虚拟化（NFV）
技术。

这种技术通过使用虚拟化技术将传统的电信网络设备（如移动核心网设备）转化为软件实现的网络功能，从而将这些功能部署在通用的硬件平台上。

具体来说，5GC虚拟化原理包括以下几个方面：
1. 虚拟化层：虚拟化层是整个NFV架构的核心，它负责将底层硬件资源（如计算、存储和网络资源）虚拟化为虚拟资源，并对上层提供统一的资源管理接口。

这些接口使得上层应用可以像使用传统硬件一样使用虚拟化层的资源。

2. 网络功能虚拟化：网络功能虚拟化是指将传统的电信网络设备（如移动核心网设备）转化为软件实现的网络功能。

这些功能被部署在虚拟机上，并通过虚拟化层的接口与底层硬件资源进行交互。

3. 资源管理：资源管理负责对虚拟资源进行调度和管理，确保各个网络功能能够获得所需的计算、存储和网络资源。

资源管理还负责监控资源的利用率，并根据需要进行资源的动态调整。

4. 自动化编排：自动化编排负责对虚拟化的网络功能进行编排和调度，使得各个功能可以协同工作。

自动化编排通常采用云计算领域的自动化工具和技术，如容器技术和微服务架构。

5. 安全管理：安全管理负责对虚拟化环境进行安全防护，确保虚拟化的网络功能不会受到攻击或滥用。

安全管理通常采用传统的网络安全技术和虚拟化安全技术相结合的方式。

总之，5GC虚拟化原理通过将传统的电信网络设备转化为软件实现的网络功能，并使用虚拟化技术将这些功能部署在通用的硬件平台上，实现了网络的灵活性和可扩展性。