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5GC控制面协议栈

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发表于 2023-6-22 21:26:18 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
一、N2接口(5G-AN和5GC)1、概述N2接口上定义了如下流程:
  • N2接口的管理流程,这些流程不是跟特定的UE相关,例如配置或者重置N2接口
  • 跟单个UE相关的流程
  • NAS传输相关的流程。跟UE上下文管理相关的流程。这些流程中的消息可以携带:
    1.切换限制列表。
    2.在SMF和NG AN之间通过AMF透传的信息,例如和N3寻址和QoS需求相关的信息。
  • 跟PDU会话资源相关的流程,可以携带通过AMF在NG AN和SMF之间透传的信息,例如和N3寻址和QoS需求相关的信息
  • 跟切换管理相关的流程
5G-AN和5GC之间的控制面接口支持:
  • 5G AN和AMF使用NGAP协议
  • AMF对于一个UE有唯一的N2终结点,不管UE建立了多少PDU会话
  • AMF和其他功能解耦,例如控制5G AN支持的服务的SMF(例如5G AN里对PDN会话用户面资源的控制)。为了这个目的,NGAP可能支持AMF仅仅负责在5G AN和SMF之间中继信息。这些信息被称为N2 SM信息。
    注:在5G-AN和SMF传递N2 SM信息对于AMF是透传的。
2、AN - AMF

AN - AMF协议栈
说明:
  • 下一代应用协议(NG-AP):在5G-AN和AMF之间的应用层协议,在3GPP TS 38.413定义。
  • 流控制传输协议(SCTP):这个协议保证5G-AN和AMF之间的信令传输,在IETF RFC 4960定义。
3、AN - SMF

AN - SMF 协议栈

说明:
  • N2 SM信息:是NG-AP信息的子集,包含在NG-AP消息和N11相关的消息中,由AMF在AN和SMF之间透传。
    1.从AN的角度来看,只有一个N2终结点,也就是AMF。
    2.AMF和SMF之间的协议栈见下面说明。
二、N1接口(UE和5GC)1、概述
UE连接到网络中使用一个唯一的N1 NAS连接,唯一的N1终结点位于AMF。UE的注册管理,连接管理,和会话管理相关的消息和流程都使用这个唯一的N1 NAS连接。
N1接口上的NAS协议包括NAS MM部分和NAS SM部分。
UE和核心网功能(除了AMF)之间,有多种场景的协议通过N1 NAS MM协议传输包括:
  • 会话管理信令
  • 短消息
  • UE策略
  • 位置服务
NAS MM消息包括注册管理和连接管理的NAS消息,和其他类型的NAS消息(例如会话管理)是解耦的,对应的流程也是解耦的。
NAS MM支持如下通用能力:
  • 在AMF终结的NAS流程,包括
    • 处理和UE的注册管理和连接管理状态机制和流程,包括NAS传输,AMF支持如下能力:
      • 在注册管理和连接管理的流程中,决定是否接受N1信令中的注册管理和连接管理部分,而不需要考虑同一个NAS消息中包含的其他非移动性管理的部分(例如SM)。
      • 在RM和CM过程中,感知一个NAS消息是否需要路由给其他NF(例如SMF),或者本地内部使用NAS路由能力处理。


    • 在UE和AMF之间,包括对传输负荷,提供NAS安全连接(完整性保护,加密)。
    • 提供接入控制。

  • 在RM/CM NAS消息一起传输其他类型的NAS消息(例如NAS SM),支持在UE和AMF之间传输不同类型的不终结在AMF的负荷或者消息,即NAS SM,SMS,UE policy和LCS。包括:
    • 负荷类型的信息
    • 关于转发目的的额外信息
    • 负荷(例如SM信令中的SM消息)

  • 对于3GPP接入使用同一个NAS协议。当UE通过不同接入网接入同一个AMF时,每个接入使用一个N1 NAS连接。
NAS消息的安全基于UE和AMF之间建立的安全上下文实现。


NAS传输SM信令,SMS,UE 策略和LCS
2、UE - AMF

UE - AMF 控制面协议栈

说明:
  • NAS-MM:NAS协议的MM功能部分支持注册管理功能,连接管理功能和用户面连接激活和去激活。还负责对NAS信令的加密跟完整性保护。5G NAS协议在3GPP TS 24.501定义。
  • 5G AN协议层:这组协议依赖于5G AN的类型,如果NG RAN是eNodeB或者gNodeB,则协议栈在3GPP TS 36.300和3GPP TS 38.300定义。
3、UE - SMF

UE - SMF 控制面协议栈

NAS-SM:NAS协议的SM功能支持PDU会话用户面的建立、修改和释放。通过AMF传递。
NAS-SM支持处理UE和SMF之间的会话管理。
SM信令消息(创建和处理)在UE和SMF之间的NAS SM层被处理。
SM信令消息的内容不会被AMF解析。
NAS-MM层处理SM信令如下:
  • 传输SM信令:
    • NAS MM层创建NAS MM消息,包括安全头,传输NAS SM信令的指示,收到NAS MM后获知如何转发以及向哪儿转发 SM信令消息的信息。

  • 接收SM 信令:
    • 收到NAS MM消息处理NAS MM部分,即执行完整性校验,解析如何转发以及向哪儿转发 SM信令消息的信息。

SM消息必须包含PDU会话标识。
三、5GC网络实体之间
5GC中的NF应基于服务化架构。
NF服务是由NF服务生产者通过服务化接口向NF服务消费者开发的一种能力。NF可以提供不同的功能,即提供不同的NF服务。由NF提供的多个NF服务之间应该是独立工作、独立管理的。
5GC中的以下控制面接口被定义为服务化接口:
  • Namf, Nsmf, Nudm, Nnrf, Nnssf, Nausf, Nnef, Nsmsf, Npcf.
NF服务框架包括以下机制:
  • NF服务注册和去注册:使NRF知道可用的NF实例和支持的服务
  • NF服务发现:使NF服务消费者发现提供预期NF服务的NF服务生产者实例
  • NF服务授权:确保NF服务消费者被授权访问NF服务生产者提供的NF服务


服务化接口协议栈

基于服务化的接口使用HTTP/2协议(由IETF RFC 7540标准定义),JSON作为应用层系列协议。关于传输层的安全保护,所有的3GPP网络功能都必须支持TLS协议,如果一个PLMN中没有提供其他的网络安全方案,那么必须使用TLS。
四、N4接口(CP-UP)

控制面Sxa|Sxb|Sxa/Sxb|N4接口协议栈

注:请求消息的UDP目的端口应取值8805,UDP源端口由发送方自行分配。响应消息中目的端口和源端口分别取请求消息的源端口和目的端口。


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