5G核心网(5GC)有哪些特性?

发布人:红松小e 发布时间:2020-09-17 10:32:35

3GPP将5G核心网络定义为一个可分解的网络体系结构,引入了以HTTP/2作为基准通信协议的基于服务的接口(SBI),以及控制平面和用户平面分离(CUPS)。5G网络功能软件的这种分解、SBI和CUPS都非常支持基于云原生容器的实现。
 

5GC 网络架构

 

5GC 网络架构(来源:鲜枣课堂)

 

虽然5G网络功能可以基于传统的架构(如基于虚拟机的整体架构)构建,但只有当5G网络功能(NF)在基于云原生容器的微服务架构上设计和实现时,才能在灵活性、高度可扩展性、弹性、简化操作和生命周期管理等方面实现真正的创新。那么5G核心(5GC)又有哪些特性呢?

5G核心网(5GC)有哪些特性?

 

控制和用户平面分离

 

5G核心网络继承了3GPP第14版的控制和用户平面分离(CUPS)的体系结构。在4G EPC中,S / PGW被分解为S / PGW-C和S / PGW-U,独立提供高效的服务扩展。


 

这种分解持续到了5G,用户平面功能(UPF)仅在用户流量的数据包处理中起作用,而所有其他单点处理则由诸如会话管理功能(SMF)之类的其他控制平面功能来完成。5G核心中的CUPS架构通过集中控制平面功能(SMF)和将用户平面功能(UPF)分发到边缘数据中心,带来了成本节约和可扩展性的优势。
 

无状态架构

 

3GPP标准引入了无状态架构,以实现网络优化和更好的可靠性和弹性。
 

通常,一个有状态网络功能/元素必须保留用户信息或传输层关联的上下文信息,因此,当功能突然发生故障时,这些数据必须保留。而无状态体系结构是现代基于微服务的软件体系结构中一种流行的设计模式,它必须使用外部数据存储来解耦应用层和数据存储层。
 

为此,3GPP在TS 21.195中定义了非结构化数据存储功能(UDSF)。
 

基于服务的接口(SBI)

 

5G核心控制平面中最显着的变化是从传统的点对点网络体系结构引入了基于服务的接口(SBI)或基于服务的架构(SBA)。通过这一新的更改,除了N2和N4等少数接口外,几乎每个接口现在都定义为使用统一接口,使用HTTP / 2协议。
 

 

这一改变使得NF之间的通信更像一个服务网格功能,而不是串行链接,这有助于减少每个接口之间的依赖性,并有助于每个功能的独立扩展,也提高了跨网络功能拥有新功能和服务的敏捷性。
 

基于服务的体系结构基于一组网络功能(NF)
 

NF向其他NF服务基础接口(SBI)提供服务
 

参考点接口已替换为连接所有NF的公共总线
 

网络切片

 

LTE / 4G中已经引入了DECOR和eDECOR,随着网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)技术的成熟,云原生的网络架构在5G核心中的实际应用将迅速增加。


 

在5G中,网络切片有望使企业客户能够利用“为特定客户或用户特性定制”的网络,满足对可定制网络功能(例如速度、质量、延迟、可靠性、安全性和服务)的每个需求。对网络服务提供商来说,这将是网络服务货币化的新机遇。

红松