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  • 【5G核心网】5GC核心网网元AUSF

    千次阅读 2020-12-09 15:20:10
    网络功能(NF)鉴权服务功能(AUSF)是 5G 核心网络(5GC)中的网络实体,支持以下功能: -为请求者NF验证UE -向请求者NF提供密钥材料 -保护请求者NF的“指导信息列表”。 Figure 4-1: AUSF in 5G System ...

        AUSF, Authentication Server Function 鉴权服务功能。网络功能(NF)鉴权服务功能(AUSF)是 5G 核心网络(5GC)中的网络实体,支持以下功能:

      -  为请求者NF验证UE

      -  向请求者NF提供密钥材料

      -  保护请求者NF的“指导信息列表”。

    Figure 4-1: AUSF in 5G System architecture

         该图表示基于服务的体系结构模型中的 AUSF 体系结构。 在参考点模型中,AMF 和 AUSF 之间的接口称为 N12。 在此版本中,SEAF 功能 与 AMF 并置。 AUSF 可以向 UDM 提供服务。

     

    AUSF 提供的服务

    - Nausf_UEAuthentication

    - Nausf_SoRProtection

    - Nausf_UPUProtection

     

    1. Nausf_UEAuthentication Service

        AUSF 充当 NF 服务生产者。 它向请求者 NF 提供 UE 认证服务。 NF 服务使用者是 AMF。对于此服务,定义了以下服务操作:

      -  Authenticate

       该服务允许对 UE 进行身份验证,并提供一个或多个主密钥,AMF 会使用这些主密钥来派生后续密钥。

       1.1 Authenticate

        服务操作“Authenticate”通过向 AUSF 提供以下信息,允许请求者 NF 发起 UE 的身份验证:

      -  UE id (e.g. SUPI)

      -  Serving Network Name

        AUSF 从 UDM 检索 UE 的签约身份验证方法,并根据 UDM 提供的信息,AUSF 进入以下过程之一:

     -  5G-AKA

     -  EAP-based authentication'

        1.1.1 5G AKA

        在此过程中,NF服务消费者(AMF)通过提供 UE 相关信息和服务网络名称来请求 UE 的身份验证,并选择 5G AKA。 然后,NF服务消费者(AMF)应将从 UE 收到的结果返回给 AUSF:

    Figure 5.2.2.2.2-1: 5G AKA

        1.1.2  EAP-based authentication (TODO)

       1.2 Nausf_UEAuthentication Service API

    Table 6.1.3.1-1: Resources and methods overview

    2. Nausf_SoRProtection Service

        AUSF 充当 NF 服务生产者。 它为 NF 服务使用者提供 SoRProtection 服务。该服务允许向 NF 服务使用者(例如UDM)提供 SoR-MAC-IAUSF 和 CounterSoR,以保护指导信息列表不被 VPLMN 篡改或删除。

        为 Nausf_SoRProtection 定义的服务操作如下:

      -   Protect

        在以下过程中使用“Protect”服务操作:

      -  Procedure for steering of UE in VPLMN during registration (see clause 6.14.2.1 of 3GPP TS 33.501 [8]);

      -  Procedure for steering of UE in VPLMN after registration (see clause 6.14.2.2 of 3GPP TS 33.501 [8]).

     

    3. Nausf_UPUProtection Service

        AUSF 充当 NF 服务生产者。 它向 NF 服务使用者提供 UPUProtection 服务。该服务允许向 NF 服务消费者(例如UDM)提供 UPU-MAC-IAUSF 和 CounterUPU,以保护 UE 参数更新数据不被 VPLMN 篡改或删除。
        该服务还允许向 NF 服务消费者(例如UDM)提供 UPU-XMAC-IUE,从而允许 NF 服务消费者(例如UDM)验证 UE 是否正确接收了 UE 参数更新数据。

        为 Nausf_UPUProtection 定义的服务操作如下:

      -  Protect

        在以下过程中使用“Protect”服务操作:

      -  Procedure for UE Parameters Update (see clause 6.15.2.1 of 3GPP TS 33.501 [8])

     

     参考:

       3GPP TS 29.509  5G System; Authentication Server Services;Stage 3(Release 15)

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  • 【5G核心网】5GC核心网网元UPF

    万次阅读 2020-07-02 18:53:48
    PDU 会话需要建立或者释放,分配或释放 CN 隧道信息 在 SMF 中管理核心网隧道信息 在 UPF 中管理核心网隧道信息 2.3 流量检测 SMF 负责指示 UPF 怎么检测用户数据流量,这个定义 PDR(Packet Detection Rule),SMF...

        UPF(User Plane Function,用户面功能): ts 29.244  23.501[5.8]

     

    1  UPF User Plane Function 用户平面功能

    •         用于RAT内/ RAT间移动性的锚点  Anchor point for Intra-/Inter-RAT Mobility
    •         外部PDU与数据网络互连的会话点  External PDU Session point of interconnect to Data Network.
    •         分组路由和转发(例如支持上行链路分类器以将业务流路由到数据网络的实例,支持分支点以支持多宿主PDU会话) Packet routing & forwarding (e.g. support of Uplink classifier to route traffic flows to an instance of a data network, support of Branching point to support multi-homed PDU Session).
    •         数据包检查(例如基于服务数据流模板的应用程序检测以及从SMF接收的可选PFD) Packet inspection (e.g. Application detection based on service data flow template and the optional PFDs received from the SMF in addition).
    •         用户平面部分策略规则实施,例如门控,重定向,流量转向 User Plane part of policy rule enforcement, e.g. Gating, Redirection, Traffic steering).
    •         合法拦截(UP收集) Lawful intercept
    •         -流量使用报告 Traffic usage reporting.
    •         用户平面的QoS处理,例如UL / DL速率实施,DL中的反射QoS标记 QoS handling for user plane, UL/DL rate enforcement, Reflective QoS marking in DL.
    •         上行链路流量验证 Uplink Traffic verification
    •         上行链路和下行链路中的传输级分组标记 Transport level packet marking in the uplink and downlink.
    •          Downlink packet buffering and downlink data notification triggering.
    •          Sending and forwarding of one or more "end marker" to the source NG-RAN node.
    •          ARP proxying and / or IPv6 Neighbour Solicitation Proxying functionality for the Ethernet PDUs. The UPF responds to the ARP and / or the IPv6 Neighbour Solicitation Request by providing the MAC address corresponding to the IP address sent in the request.

          看考: http://www.freedomtutorials.com/5GSystem/use_plane_function.php

     

         SMF 执行 UPF 的选择,详情在 TS 23501 章节 6.3.3,对于一个 PDU 会话支持的 UPF 数量没有限制

         UPF 流量检测能力可以被 SMF 用来控制,如下功能列表:

    • 流量检测(按照流量 IP 类型,以太网类型,非结构化类型分类)
    • 流量报告(允许 SMF 支持付费)
    • QoS实施
    • 流量路由

     

    2  UPF 功能详情

        2.1 UE IP 地址管理

           UE IP 地址管理包括分配以及释放 UE IP 地址,也包括从新分配 IP 地址

          当在 PDU 会话中没有使用静态 IP 地址, 实际分配 IP 地址有如下机制:

    •   SMF 从地址池分配并关联到所选择的 UPF 锚点
    •   UE IP 地址从 UPF 获得,SMF 与 UPF 通过 N2 接口交互获得一个合适的 IP 地址
    •   UE IP 地址从外面数据网络获取

        2.2 管理 CN 隧道信息

          核心网隧道信息是 PDU session 中的 N3 / N9 隧道,包括 TEID 和 IP 地址

          当一个新的 PDU 会话需要建立或者释放,分配或释放 CN 隧道信息

    • 在 SMF 中管理核心网隧道信息
    • 在 UPF 中管理核心网隧道信息

        2.3 流量检测

          SMF 负责指示 UPF 怎么检测用户数据流量,这个定义 PDR(Packet Detection Rule),SMF 控制 UPF 的流量检测,其提供每个 PDR 的检测信息。

          IPv4 IPv6 IPv4v6 类型的 PDU Session,检测信息包括:

            - CN tunnel info.

            - Network instance.

            - QFI.

            - IP Packet Filter Set as defined in clause 5.7.6.2.

            - Application Identifier: The Application ID is an index to a set of application detection rules configured in UPF.

          以太网类型的 PDU Session,检测信息包括:

            - CN tunnel info.

            - Network instance.

            - QFI.

            - Ethernet Packet Filter Set as defined in clause 5.7.6.3.

        2.4 控制用户平面的转发

          UPF 转发功能如下:

         - Apply N3 /N9 tunnel related handling, i.e. encapsulation.

         - Forward the traffic to/from the SMF, e.g. as described in Table 5.8.2.5.2-1.

         - Forward the SM PDU DN Request Container from SMF to DN-AAA server

         - Forward the traffic according to locally configured policy for traffic steering.

         - Forward the traffic according to N4 rules of a 5G VN group for 5G VN group communication.

     

    Scenario description

    Data forwarding direction

    1

    Forwarding of user-plane packets between the UE and the SMF e.g. DHCP signalling.

    UPF to SMF

    SMF to UPF

    2

    Forwarding of packets between the SMF and the external DN e.g. with DN-AAA server

    UPF to SMF

    SMF to UPF

    3

    Forwarding of packets subject to buffering in the SMF.

    UPF to SMF

    SMF to UPF

    4

    Forwarding of End Marker Packets constructed by the SMF to a downstream node.

    SMF to UPF

    5

    Forwarding of user data using Control Plane CIoT 5GS Optimisation

    UPF to SMF

    SMF to UPF

                                      Table 5.8.2.5.1-1: Scenarios for data forwarding between the SMF and UPF

        2.5 收费和使用监控处理

    在 UPF 激活使用报告

    向 SMF 提供报告使用信息 

        2.6 PDU 会话和 Qos 流策略

        2.7 PCC 相关功能

        2.8 发送 “End marker” 功能

    UPF 构造 “End marker” 包

    SMF 构造 “End marker” 包

        2.9 UP 隧道管理

          5GC 支持每一个 PDU 会话隧道建立在 (R)AN 和 UPF 的 N3 接口,以及 UPF 之间的 N9 接口

        2.10 N4 会话管理参数

          SMF 向 UPF 发送的 N4 参考点接口包括:

    • - N4 会话 ID
    • - PDR Packet Detection Rules 包检测规则,用来在 UPF 分类流量
    • - FAR Forwarding Action Rules 转发行为规则,信息是否转发,丢弃或者缓存
    • - MAR Multi-Access Rules,信息怎样对于多接入 PDU 会话处理流量导向,转换,分流
    • - URR  Usage Reporting Rules,使用报告规则
    • - QER  Qos Enforment Rules  Qos 实施规则,
    • - Trace Requirements
    • - port Management Information Container in 5GS
    • - Bridge Information

        2.11 在 PDU 会话报告 UE MAC 地址

          在 N4 接口报告 UE MAC 地址

        2.12 支持 5G VN 组通信

    Support for unicast traffic forwarding of a 5G VN

    Support for unicast traffic forwarding update due to UE mobility

    Support for user plane traffic replication in a 5G VN

     

    3  PDR Packet Detection Rule 包检测规则

           PDR: 控制 UP 如何对数据包进行检测和分类

     Figure 5.2.1-1: Packet processing flow in the UP function 
    •      数据包进入 UPF,首先找到匹配的 PFCP 会话,也就是 N4 会话
    •      如果存在,则找到所有关联的 PDR,并按照优先级,对报文进行匹配
    •      如果匹配成功,则查找 PDR 关联的 FAR 转发操作
    •      查找关联的 QER 完成 Qos 相关的操作
    •      查找 URR 完成使用量上报的操作

       3.1 PDR 如何进行检测和分类报文?

        PDR 必须包括 PDI 包检测信息,其定义了包检测的详细信息,包含以下信息:

       -  入方向数据包的源接口(source interface of the incoming packets)

       -  Local F-TEID,网络实例,UE IP,SDF filter,Application ID,QFI 等任意组合

        3.2 source interface

         CORE: the filter is for downlink data flow

         ACCESS: the filter is for uplink data flow

     

    4  FAR Fowwarding Action Rule 转发行为规则

         FAR 用来告诉 UP 转发数据包

          CP 应该在一个 PFCP 会话中规定每个 PDR 仅提供一个 FAR,FAR 为 UP 提供如何处理与 PDR 匹配的指令。

          通过在FAR中的Apply Action IE 中设置相应的 flag,CP 可以控制 UP 的功能:

    • 通过设置 DROP flag 丢弃数据包
    • 通过设置 FORW flag 来转发数据包
    • 通过设置 BUFF flag 缓冲下行链路分组
    • 通过设置 NOCP flag,通知 CP 功能有关缓冲的第一个 DL 数据包的到达
    • 通过设置 DUPL flag,来提供有关如何转发重复数据包的说明,从而复制数据包

       4.1 Forwarding Parameters

       Destination Interface: 报文要转发到哪个目的接口

       Network Instance:报文要转发到哪个网络实例

       Redirect Information:是否对报文做重定向处理,重定向目的地

       Outer Header Creation:是否对转发报文添加报文头(例如 GTP-U)

       Transport Level Marking:转发报文 IP 头部添加指定的 DSCP 标记

       Forwarding Policy: 转发策略,关联到 UPF 本地配置的转发策略

       Header Enrichment:包头增强,HTTP 头部添加额外信息,例如手机号码

         3.2 BAR Buffering Action Rule 缓冲行为规则

            BAR 提供指令以控制 PFCP 会话集的所有 FAR 的 UP 功能的缓冲行为。CP 功能可以修改 BAR 中提供的以下缓冲指令

    • 在一个 PFCP 会话修改请求的下行链路数据通知延迟 (用于EPC)
    • 在一个 PFCP 会话报告响应消息下行链路数据通知延迟 (用于EPC),DL 缓冲持续时间和/或 DL 缓冲建议的分组计数

            注意:目前版本的规范中,每个 PFCP 会话最多可以创建一个 BAR

          CP功能可以在BAR中提供以下缓冲参数:

    • 对以 EPC,下行链路数据通知延迟 IE,用于请求 UP 在接收下行链路数据分组和通知 CP 之间延迟发送 PFCP 会话报告请求
    • DL 缓冲持续时间 IE,用于请求 UP 在延长的持续时间内缓冲下行链路数据分组,而不向 CP 发送关于 DL 数据分组的到达的任何进一步通知
    • DL 缓冲建议分组计数,用于在 UP 中需要扩展缓冲下行链路数据分组时请求 UP 缓冲建议的下行链路数据分组数
    • 建议的缓冲包计数 IE,如果 UP 已指示支持功能 UDBC,则指示 CP 建议在 UP 中缓冲的包的数量(包括上行链路或下行链路),直到从 CP 接收到新的指令,例如何时授予新配额

         3.3 QER Qos Enforcement Rule Qos 实施规则

        CP 应在 PFCP 会话建立请求或 PFCP 会话修改请求中为 PFCP 会话提供 QER,来请求 UP 应用用户平面业务的 QoS

     

    Scenario description

    场景描述

    Data forwarding direction

    数据转发方向

    For EPC applicable to

    适用于EPC

    For 5GC applicable to

    适用于5GC

    1

    Forwarding of user-plane packets between the UE and the CP function.

    在UE和CP功能之间转发用户平面分组。

    UP to CP function
    CP to UP function

    UP到CP功能 CP到UP功能

    PGW

    UPF to SMF
    SMF to UPF

    UPF到SMF SMF到UPF

    2

    Forwarding of packets between the CP function and the external PDN (over SGi) / DN (over N6).

    在CP功能和外部PDN(通过SGi)/ DN(通过N6)之间转发数据包。

    UP to CP function
    CP to UP function

    UP到CP功能 CP到UP功能

    PGW

    UPF to SMF
    SMF to UPF

    UPF到SMF SMF到UPF

    3

    Forwarding of packets subject to buffering in the CP function.

    在CP功能中转发受缓冲的数据包。

    UP to CP function
    CP to UP function

    UP到CP功能 CP到UP功能

    SGW

    UPF to SMF
    SMF to UPF

    UPF到SMF SMF到UPF

    4

    Forwarding of End Marker Packets constructed by the CP function to a downstream node.

    将CP功能构建的结束标记分组转发到下游节点。

    CP to UP function

    SGW, PGW

    SMF to UPF

    5

    Forwarding of user data using Control Plane CIoT 5GS Optimisation

    使用Control Plane CIoT 5GS优化转发用户数据

    UP to CP function
    CP to UP function

    UP到CP功能 CP到UP功能

    -

    UPF to SMF
    SMF to UPF

    UPF到SMF SMF到UPF

                                                          表5.3.1-1:CP和UP功能之间的数据转发方案

        3.4 MAR Multi-Access Rule 多接入规则

    Attribute

    Description

    Comment

    N4 Session ID

    Identifies the N4 session associated to this MAR.

     

    Rule ID

    Unique identifier to identify this rule.

     

    Steering functionality

    Indicates the applicable traffic steering functionality:

    Values "MPTCP functionality", "ATSSS-LL functionality".

     

    Steering mode

    Values "Active-Standby", "Smallest Delay", "Load Balancing" or "Priority-based".

     

    Per-Access Forwarding Action information (NOTE 1)

    Forwarding Action Rule ID

    The Forwarding Action Rule ID identifies a forwarding action that has to be applied.

     

     

    Weight

    Identifies the weight for the FAR in case steering mode is "Load Balancing"

    The weights for all FARs need to sum up to 100

     

    Priority

    Values "Active or Standby" or "High or Low" for the FAR

    "Active or Standby" for "Active-Standby" steering mode and "High or Low" for "Priority-based" steering mode

     

    List of Usage Reporting Rule ID(s)

    Every Usage Reporting Rule ID identifies a measurement action that has to be applied.

    This enables the SMF to request separate usage reports for different FARs (i.e. different accesses)

    NOTE 1: The Per-Access Forwarding Action information is provided per access type (i.e. 3GPP access or Non-3GPP access).

                                                 Table 5.8.2.11.8-1: Attributes within Multi-Access Rule琳

     

    4. Uplink Classifier and Branching Point

       上行链路分类器和分支点功能是指, UPF 将同一 PFCP 会话(PDU 会话)的上行链路业务流路由到两个或多个 PDU 会话锚点的能力,并将下行链路流量从隧道上的这些 PDU 会话锚点路由到 UE

        IPv4,IPv6,IPv4v6 或以太网类型的 PDU 会话支持上行分类器。上行链路业务流到不同 PDU 会话锚的路由基于,IP PDU 会话的目标 IP 地址/上行链路数据包的前缀。 

        分支点支持类型为 IPv6 的多宿主 PDU 会话,即具有多个 IPv6 前缀的 PDU 会话。上行链路流量流向不同的 PDU 会话锚点的路由,其基于上行链路数据包的源 IP 前缀。

        SMF 在 PDU 会话建立或者修改阶段,可能插入一个上行分类器或者分至点,提供:

        -  two or more UL PDRs,具有适当的分组检测信息,以及具有相应的 FAR,以将上行链路业务流路由到适当的 PDU 会话锚点

        -  two or more DL PDRs,具有适当的数据包检测信息,并具有一个(或多个)FAR,以将隧道上的下行链路业务流路由到 UE

     

    名词解释:

      UDBC: UL/DL Buffering Control   UL / DL 缓冲控制

      URSP: UE Route Selection Policy  UE 路由选择策略  TS 23.503 [45] clause 6.6.2

      OAM:

      DNAI:

      TEID:Tunnel endpoint ID,隧道端点标识符。

     

    参考:

       http://www.freedomtutorials.com/5GSystem/use_plane_function.php

    展开全文
  • 【5G核心网】 5GC核心网网元PCF

    千次阅读 2020-08-08 12:15:10
    PCF 将提供其负责的所有移动性,UE 访问选择和 PDU 会话相关的策略。 参考文档 TS 23.503 TS 29.507

        PCF,Policy Control Function, 将提供其负责的所有移动性,UE 访问选择和 PDU 会话相关的策略。

     

    1. 非会话管理相关策略控制

        Non-session management related policy control requirements

       1.1 接入与移动性相关策略控制

        Access and mobility related policy control requirements

        -  PCF 支持与 AMF 中的接入与移动性策略实施进行交互,通过 SBI (service-based interfaces)

        -  PCF 可以为 AMF 提供接入与移动性管理相关的策略

        -  PCF 应当能够评估由 AMF 收到的事件触发的运营商策略

        访问和移动性策略控制包括服务区域限制的管理和RFSP功能的管理

        服务区域限制的管理使服务 PLMN PCF(例如漫游情况下的V-PCF)能够修改 AMF 使用的服务区域限制

        UE 的订阅可能包含服务区域限制,可以通过扩展允许的 TAI 列表,或通过减少不允许的 TAI,或通过增加允许的 TAI 的最大数量,由 PCF 随时根据运营商定义的策略对其进行进一步修改。PCF 中运营商定义的策略可能取决于输入数据,例如 UE 位置,一天中的时间,其他 NF 提供的信息等。

        AMF 可能会报告在注册过程中,或当 AMF 更改时从 UDM 接收到的订阅服务区限制,报告的条件是 AMF 中的本地策略指示启用了接入和移动控制。

       1.2 UE policy

         UE access selection and PDU Session selection related policy (UE policy) control requirements,UE 接入选择和 PDU 会话选择相关策略(UE 策略)控制需求

        -  接入网络服务发现与选择策略(Access Network Discovery & Selection Policy),其用来为 UE 选择非 3GPP 接入网络

        -  UE 路由选择策略(UE Route Selection Policy),用来为 UE 决定如何路由传出流量,流量可以路由到已建立的 PDU 会话,可以分流到 PDU 会话之外的非 3GPP 接入,或者可以触发新的 PDU 会话的建立

       1.3 网络状态分析信息需求

        Network status analytics information requirements

        PCF 应该能够直接从 NWDAF 收集特定切片的网络状态分析信息。 NWDAF 在网络切片层面上向PCF 提供网络数据分析(即负载层信息),并且不需要 NWDAF 知道使用该切片的当前订户。 PCF 将能够在其策略决定使用该数据

       1.4 数据包流描述的管理

        Management of packet flow descriptions

        数据包流描述(PFD)的管理是指在 NEF(PFDF)中创建,更新或删除 PFD 的功能,以及从 NEF(PFDF)到 SMF 以及最终到 UPF 的分发的功能。 当 UPF 配置为检测 ASP 提供的特定应用程序时,可以使用此功能。

     

        PCF 提供会话管理相关功能:

        -  业务数据流的策略和计费控制

        -  PDU 会话相关策略控制

        -  PDU 会话事件报告给 AF

    2. 会话管理相关策略控制

        Session management related policy control requirements

        PCC 框架应有可能基于订阅信息,接入类型和 RAT 类型做出决策。

        PCC 框架应执行网关控制并丢弃与激活的 PCC 规则的任何业务数据流都不匹配的数据包。运营商还应可以使用通配业务数据流过滤器定义 PCC 规则,以允许发送或接收与任何其他激活的 PCC 规则的任何业务数据流模板都不匹配的数据包。

        PCC 框架应允许按业务数据流和按应用程序应用计费控制,而与策略控制无关。

        PCC 框架应具有一种绑定方法,其允许业务数据流和特定 QoS 流之间的唯一关联。

        对于策略控制和基于流的计费而言,单个业务数据流检测就足够了。

        PCC 规则可以在 PDU 会话建立时以及在 PDU 会话的生存期内进行预定义或动态设置。 后者称为动态 PCC 规则。

        应该有可能在一天的特定时间使 PCC 规则投入使用和退出服务,而在该时间点没有任何 PCC 交互。

        一旦分别满足或不再满足作为 DNN 相关策略信息的一部分指定的有效性条件,并且在没有任何 PCC 交互的情况下,就有可能采用 DNN 相关策略信息投入服务和退出服务

        PCC 应在 SMF 的每个 DNN 基础上启用。 运营商应有可能配置 PCC 框架来执行 DNN 接入的计费控制,策略控制或两者。

        PCC 框架应允许解决冲突,否则将导致超出订阅者的订购保证带宽 QoS。

        应该可能使用 PCC 框架来处理基于IMS的紧急服务。

        PCC 框架应能够实时监视用户使用的资源总量,并独立于收费机制(即所谓的使用情况监视控制)来控制使用情况。

        即使没有明确的服务级别信令,PCC 框架也应有可能提供应用程序感知。   

        PCC 框架应支持根据订阅者支出限制做出政策决策。

        PCC 框架应支持制定 N6 流量控制的策略决策。

       2.1 计费相关需求

        Charging related requirements,TS 23.203 章节 4.2

       2.2 策略控制需求

        2.2.1 门控需求

        Gating control requirements

        UPF 应基于每个服务数据流应用门控

        为了启用 PCF 门控决策,AF 必须向 PCF 报告会话事件(例如会话终止,修改)。例如,在门控中,会话终止可能触发数据包的阻塞或 “关闭门控” 。

        门控适用于 IP 类型的业务数据流

        2.2.2 Qos 控制需求

        QoS control requirements

        -  QoS control at service data flow level

        -  QoS control at QoS Flow level

        -  QoS control at PDU Session level

        2.2.3 订阅者支出限额需求

        Subscriber spending limits requirements    

        可能根据订阅者支出限额执行策略。 CHF 必须维护一个或多个策略计数器,以跟踪订阅的支出。 这些策略计数器在通过 N28接口使用之前必须在 CHF 中可用。

       2.3 使用情况监控控制需求

        Usage monitoring control requirements

        监视数量和时间使用情况以及报告网络资源的累积使用情况的需求,适用于 IP 和以太网类型的 PDU 会话

        对于单个或一组业务数据流,或对于 SMF 中 PDU 会话的所有业务,使用情况监视能力应是可能的。当启用对一个 PDU 会话的所有流量的使用情况监视时,应该可以从对该 PDU 会话的所有流量的使用情况监视中排除单个 SDF 或一组业务数据流。对于与预定义 PCC 规则和动态 PCC 规则相关联的业务数据流,包括那些激活时具有延迟激活和/或去激活时间的规则,都可以激活使用情况监视。

       2.4 应用程序检测额和控制需求

        Application detection and control requirements

        应用程序检测和控制功能包括以下请求:检测指定的应用程序流量,向 PCF 报告应用程序流量的开始或停止以及应用指定的实施和收费操作。

       2.5 支持服务能力的暴露

        TS 23.203 章节 4.7

       2.6 流量转向控制

        Traffic steering control

        流量转向控制是指为了实现以下目的,可以从 SMF 中的 PCF 激活/停用流量导向策略的功能

        -  将订阅者的流量引向 N6-LAN 中适当的运营商或第三方服务功能(例如NAT,反恶意软件,家长控制,DDoS保护)。 仅在非漫游和归属地方案中支持此功能。

        -  A F影响了流量转移,这使与 PCC 规则中提供的流量过滤器匹配的用户流量,路由到每个 AF 请求的 DNAI 标识的本地数据网络。 仅在非漫游和LBO方案中支持此功能

     

    2. 架构模型

        5G 系统的策略和计费控制框架的参考架构组成有: PCF SMF UPF AMF NEF NWDAF CHF AF UDR

            Figure 5.2.1-1: Overall non-roaming reference architecture of policy and charging control framework for the 5G System (service based representation)

          Figure 5.2.1-1a: Overall non-roaming reference architecture of policy and charging control framework for the 5G System (reference point representation)

       2.1 PCF 与 SMF 间交互

        Npcf和Nsmf使PCF在SMF上具有动态策略和计费控制。

        Npcf和Nsmf启用策略和计费决策的信令,并支持以下功能:

        -  SM 策略关联的创建,其定义在 TS 23.502 章节 4.16

        -  当满足与会话管理相关的策略控制请求触发器时,从 SMF 向 PCF 请求策略和计费控制决策

        -  从 PCF 向 SMF 提供策略和计费控制决策

        -  SM 策略关联的删除

       2.2 PCF 与 AMF 间交互

     

        ANDSP: Access Network Discovery & Selection Policy, 接入网络服务发现与选择策略

        PCF:Policy Control Function,策略控制功能

        PFD: packet Flow Descriptions, 数据包流描述

        URSP: UE Route Selection Policy, UE路由选择策略

     

    参考文档

      TS 23.503: Policy and charging control framework for the 5G System (5GS)

      3GPP TS 29.512 V15.5.0  5G System; Session Management Policy Control Service;Stage 3 (Release 15)

      TS 29.507

      TS 29.513

      TS 23.203 章节 4.2 (计费)

    展开全文
  • 【5G核心网】5GC核心网网元AMF

    千次阅读 2020-07-07 15:14:52
    接入鉴权,接入授权 5G 核心网架构 N1 UE <--> AMF NAS N2 AN <--> AMF NGAP TS 38.413 [34] AN 节点和 AMF 之间的应用层协议 Figure 4.1-1: Reference model – AMF Table 5.1-1 List of AMF Services ...

    AMF 基础

       AMF: 接入及移动性管理功能 Access and Mobility Management Function TS 29518,以下功能:

    • -终止RAN CP接口(N2)  Termination of RAN CP interface (N2)
    • -终止NAS(N1),NAS加密和完整性保护  Termination of NAS (N1), NAS ciphering and integrity protection
    • -注册管理  Registration management
    • -连接管理  Connection management
    • -可达性管理  Reachability management
    • -移动性管理  Mobility Management
    • -合法拦截  Lawful intercept
    • -为UE和SMF之间的SM消息提供传输  Provide transport for SM messages between UE and SMF
    • -用于路由SM消息的透明代理  Transparent proxy for routing SM messages
    • -接入身份验证  Access Authentication
    • -接入授权  Access Authorization
    • -提供UE和SMSF SMS消息的传输  Provide transport for SMS messages between UE and SMSF
    • -安全锚功能(SEAF)  Security Anchor Functionality (SEAF) as specified in TS 33.501
    • -监管服务的定位服务管理  Location Services management for regulatory services
    • -为UE和LMF之间以及RAN和LMF之间的位置服务消息提供传输  Provide transport for Location Services messages between UE and LMF as well as between RAN and LMF
    • -用于与EPS互通的EPS 承载 ID分配  EPS Bearer ID allocation for interworking with EPS
    • -UE移动事件通知  UE mobility event notification
    • -支持控制面CIoT 5GS优化  Support for Control Plane CIoT 5GS Optimisation
    • -支持用户面CIoT 5GS优化  Support for User Plane CIoT 5GS Optimisation
    • -提供外部参数  Provisioning of external parameters (Expected UE Behaviour parameters or Network Configuration parameters).
    • -支持特定的网络切片认证和鉴权  Support for Network Slice-Specific Authentication and Authorization

       

         相当于 4GMME 的移动性管理功能,增加了 NAS 透传功能, 包括注册管理,连接管理,可达性管理,移动性管理,接入鉴权,接入授权

    5G 核心网架构

     

         N1 UE <--> AMF  NAS

         N2 AN  <--> AMF  NGAP  TS 38.413 [34]  AN 节点和 AMF 之间的应用层协议

     

    Figure 4.1-1: Reference model – AMF

     

     

    Table 5.1-1 List of AMF Services

    Service Name

    Service Operations

    Operation

    Semantics

    Example Consumer(s)

    Namf_Communication

    UEContextTransfer

    Request/Response

    Peer AMF

     

    RegistrationStatusUpdate

    Request/Response

    Peer AMF

     

    CreateUEContext

    Request/Response

    Peer AMF

     

    ReleaseUEContext

    Request/Response

    Peer AMF

     

    N1MessageNotify

    Subscribe/Notify

     

    Peer AMF, LMF, PCF

     

    N2InfoNotify

    LMF, AMF

     

    N1N2MessageSubscribe

    PCF

     

    N1N2MessageUnSubscribe

    PCF

     

    N1N2MessageTransfer

    Request/Response

    Peer AMF, SMF, SMSF, LMF, PCF

     

    N1N2TransferFailureNotification

    Subscribe/Notify

    SMF, SMSF, LMF

     

    NonUeN2MessageTransfer

    Request/Response

    Peer AMF, LMF, CBCF, PWS-IWF

     

    NonUeN2InfoSubscribe

    Subscribe/Notify

     

    CBCF, PWS-IWF

     

    NonUeN2InfoUnSubscribe

    CBCF, PWS-IWF

     

    NonUeN2InfoNotify

     

    LMF, CBCF, PWS-IWF

     

    EBIAssignment

    Request/Response

    SMF

     

    AMFStatusChangeSubscribe

    Subscribe / Notify

    SMF, PCF, NEF, SMSF, UDM

     

    AMFStatusChangeUnSubscribe

    Subscribe / Notify

    SMF, PCF, NEF, SMSF, UDM

     

    AMFStatusChangeNotify

    Subscribe / Notify

    SMF, PCF, NEF, SMSF, UDM

    Namf_EventExposure

    Subscribe (see NOTE)

    Subscribe/Notify

    NEF, SMF, UDM

     

    Unsubscribe (see NOTE)

    Subscribe/Notify

    NEF, SMF, UDM

     

    Notify

    Subscribe/Notify

    NEF, SMF, UDM

    Namf_MT

    EnableUEReachability

    Request/Response

    SMSF

     

    ProvideDomainSelectionInfo

    Request/Response

    UDM

    Namf_Location

    ProvidePositioningInfo

    Request/Response

    GMLC

     

    EventNotify

    Subscribe / Notify

    GMLC

     

    ProvideLocationInfo

    Request/Response

    UDM

    NOTE: A subscription applies for one UE, group of UE(s) or any UE.

                                                 

    1. Namf_communication 服务

        Namf_communication 开启 NF 与 UE 通信,可以通过 N1 NAS 消息,或者通过 AN(支持 UE 和非 UE),该服务允许 NF 和 UE AN 通信定义如下:

    • 提供为传输到 UE 的 N1 消息的服务操作
    • 允许网元从 UE 为指定的 N1 消息的通知订阅以及取消订阅
    • 允许网元从 AN 关于指定信息的通知订阅和取消订阅
    • 提供用于向 AN 发起 N2 消息的服务操作
    • 安全上下文管理
    • UE 信息管理以及传输
    • - UEContextTransfer
    • - RegistrationStatusUpdate
    • - N1N2MessageTransfer (UE Specific)
    • - N1N2TransferFailureNotification (UE Specific)
    • - N1N2MessageSubscribe (UE Specific)
    • - N1N2MessageUnsubscribe (UE Specific)
    • - N1MessageNotify (UE Specific)
    • - N2InfoNotify (UE Specific)
    • - NonUeN2MessageTransfer
    • - NonUeN2InfoSubscribe
    • - NonUeN2INfoUnsubscribe
    • - N2InfoNotify
    • - EBIAssignment
    • - CreateUEContext
    • - ReleaseUEContext
    • - AMFStatusChangeSubscribe
    • - AMFStatusChangeUnsubscribe
    • - AMFStatusChangeNotify

      1.1. API Definitions

          {apiRoot}/<apiName>/<apiVersion>/<apiSpecificResourceUriPart>

          - The {apiRoot} shall be set as described in 3GPP TS 29.501 [5].

          - The <apiName> shall be "namf-comm".

          - The <apiVersion> shall be "v1".

          - The <apiSpecificResourceUriPart> shall be set as described in clause 6.1.3

                                         Figure 6.1.3.1-1: Resource URI structure of the Namf_Communication API

     

    Resource name

    Resource URI

    HTTP method or custom operation

    Description

    (Mapped Service Operations)

    Individual ueContext

     

    /ue-contexts/{ueContextId}

     

     

     

    PUT

    CreateUEContext

    /ue-contexts/{ueContextId}/release

     

     

    release
    (POST)

    ReleaseUEContext

    /ue-contexts/{ueContextId}/assign-ebi

     

    assign-ebi
    (POST)

     

    EBIAssignment

    /ue-contexts/{ueContextId}/transfer

    transfer
    (POST)

     

    UEContextTransfer

     

    /ue-contexts/{ueContextId}/transfer-update

    transfer-update
    (POST)

     

    RegistrationStatusUpdate

    n1N2Message collection

    /ue-contexts/{ueContextId}/n1-n2-messages

    POST

    N1N2MessageTransfer

    N1N2 Subscriptions Collection for Individual UE Contexts

    /ue-contexts/{ueContextId}/n1-n2-messages/subscriptions

    POST

    N1N2MessageSubscribe

    N1N2 Individual Subscription

    /ue-contexts/{ueContextId}/n1-n2-messages/subscriptions/{subscriptionId}

    DELETE

    N1N2MessageUnSubscribe

    n1N2Message transfer status notification callback

    {n1N2MessageTransferFailureNotifyUrl}

    (NF Service Consumer provided callback reference)

    POST

    N1N2Transfer Failure Notification

    subscriptions

    collection

    /subscriptions

    POST

    AMFStatusChangeSubscribe

    individual

    subscription

    /{subscriptionId}

    PUT

    AMFStatusChangeSubscribe

    DELETE

    AMFStatusChangeUnSubscribe

    Non UE N2Messages collection 

    /non-ue-n2-messages/transfer

    transfer
    (POST)

     

     

    NonUEN2MessageTransfer

    Non UE N2Messages Subscriptions collection

    /non-ue-n2-messages/subscriptions

    POST

    NonUEN2InfoSubscribe

    Non UE N2 Message Notification Individual Subscription

    /non-ue-n2-messages/subscriptions/{n2NotifySubscriptionId}

    DELETE

    NonUEN2InfoUnsubscribe

                                                                        Table 6.1.3.1-1: Resources and methods overview

     

      1.2 UE Context Operations 

       1.2.1 UEContextTransfer

            UE 发起注册或者移动注册触发 UEContextTransfer,NF(网元)服务消费者设置原因属性 “INIT_REG” / "MOBI_REG",以及包括完成性保护注册请求消息,也会触发 UEContextTransfer 

             当目标 AMF接收注册请求,其 UE 的 5G-GUTI 和正在服务的 AMF 不一样,也就是与上次注册的 AMF 更改了,新 AMF 向旧 AMF 发起 UEContextTransfer 获取 UE 上下文,比如 UE 的 SUPI 和 MM 上下文

       1.2.2 RegistrationStatusUpdate

       1.2.3 CreateUEContext

       1.2.4 ReleaseUEContext

     

      1.3 UE Specific N1N2 Message Operations

       1.3.1 N1N2MessageTransfer

        NF 服务使用者使用 N1N2MessageTransfer 服务操作通过以下步骤,通过 AMF 将 N1 和/或 N2 信息传输到 UE 和/或 5G-AN:

        -  网络触发的服务请求(请参阅3GPP TS 23.502 [3]的第4.2.3.3节)

        -  PDU会话建立(请参阅3GPP TS 23.502 [3]的4.3.2节)

        -  PDU会话修改(请参见3GPP TS 23.502 [3]的第4.3.3节)

        -  PDU会话版本(请参阅3GPP TS 23.502 [3]的4.3.4节)

        -  

        Resource URI: {apiRoot}/namf-comm/<apiVersion>/ue-contexts/{ueContextId}/n1-n2-messages

    Table 6.1.3.5.3.1-1: Data structures supported by the POST Request Body on this resource

      1.4 Non-UE N2 Message Operations

      1.5 AMF Status Change Operations

       1.5.1 AMFStatusChangeSubscribe    

        NF 服务使用者使用此服务操作来订阅 AMF 的状态更改。在以下过程中使用 AMFStatusChangeSubscribe 服务操作:

      -  AMF 计划的删除程序(请参阅3GPP TS 23.501 [2],第5.21.2.2节)

        1.5.1.1 Creation of a subscription

        此服务操作将创建一个订阅,以便 NF 服务使用者可以在 AMF 的状态更改时请求通知。

        Resource URI:{apiRoot}/namf-comm/<apiVersion>/subscriptions

    Figure 5.2.2.5.1.1-1 NF Service Consumer Subscription to Notifications
    Table 6.1.3.6.3.1-2: Data structures supported by the POST Request Body on this resource
    {apiRoot}/namf-comm/<apiVersion>/subscriptions

     

    2. Namf_EventExposure Service

        AMF 可以作为服务生产者提供此服务,以使 NF 能够自己或代表另一个 NF 订阅事件通知并获得事件通知。 已知的服务使用者是 NEF,SMF,UDM。 另见 3GPP TS 23.502 [3]的第4.15.1、4.15.3.2、4.15.4.2和5.2.2.3.1节。

        Namf_EventExposure Service 提供以下事件:

      -  Event: Location-Report

      -  Event: Presence-In-AOI-Report

      -  Event: Time-Zone-Report

      -  Event: Access-Type-Report

      -  Event: Registration-State-Report

      -  Event: Connectivity-State-Report

      -  Event: Reachability-Report

      -  Event: Communication-Failure-Report

      -  Event: UEs-In-Area-Report

      -  Loss-of-Connectivity

       3.1 Subscribe

         NF服务消费者(例如,NEF)使用该服务操作来为一个 UE,一组 UE 或任何 UE 订阅事件。

        3.1.1 Creation of a subscription

        订阅服务操作由 NF 服务使用者(例如 NF NEF)调用。 NEF在需要创建订阅以监视至少一个与 AMF相 关的事件时,针对 AMF。 NF 务使用者可以订阅一个订阅中的多个事件。 订阅可以与一个 UE,一组 UE 或任何 UE 相关联。

     

    3. Namf_MT Service

         Namf_MT服务允许 NF 请求与向目标 UE 发送 MT 信令或数据的能力有关的信息。 以下是此 NF 服务的关键功能

      -  如果 UE 处于空闲状态并在进入 CM-CONNECTED 状态后响应其他 NF,则寻呼 UE。

      -  如果 UE 处于连接状态,则响应请求者 NF。

      -  向消费者 NF 提供 IMS 语音的终止域选择信息。

       3.1 EnableUEReachability

        在以下过程中使用 EnableUEReachability 服务操作:

      -  NAS上的MT SMS处于CM-IDLE状态(请参阅3GPP TS 23.502 [3],条款4.13.3.6),或处于CM-CONNECTED状态(请参阅3GPP TS 23.502 [2],条款4.13.3.7)。

       3.2 ProvideDomainSelectionInfo

        NF 服务消费者(例如UDM)将调用 ProvideDomainSelectionInfo 服务操作以获取用于终止 IMS 语音域选择的 UE 信息,包括以下信息:

      -  指示在 PS 会话上支持 IMS 语音;

      -  与 UE 的最后一次无线电联系的时间戳;  

      -  当前 Accss type 和 RAT type

     

    4. Namf_Location Service

        NF 服务使用者将 Namf_Location 服务用于请求 AMF 以发起定位请求并提供位置信息。 它还用于随后向 NF 服务使用者通知位置更改事件。 以下是此 NF 服务的关键功能:

      -  允许 NF 请求目标 UE 的当前地理测量和可选的城市定位。

      -  允许 NF 通知与紧急会话相关的事件信息。

      -  允许 NF 请求与目标 UE 的位置相对应的网络提供的位置信息(NPLI)和/或本地时区。

       4.1 ProvidePositioningInfo

        在以下过程中使用 ProvidePositioningInfo 服务操作:

      -  没有 UDM 查询的 5GC-MT-LR 过程(请参阅3GPP TS 23.502 [3],第4.13.5.2条)

      -  5GC-MT-LR 过程(请参阅3GPP TS 23.502 [3],第4.13.5.3条)

      -  从 NG-RAN 切换紧急会话的位置连续性(请参阅3GPP TS 23.502 [3],第4.13.5.7条)

       4.2 EventNotify

        在以下过程中使用 EventNotify 服务操作:

      -  5GC-NI-LR 程序(请参阅3GPP TS 23.502 [3]第4.13.5.1条)

      -  从 NG-RAN 切换紧急会话的位置连续性(请参阅3GPP TS 23.502 [3],第4.13.5.7条)

       4.3 ProvideLocationInfo

        ProvideLocationInfo 服务操作允许 NF 服务使用者(例如UDM)请求目标 UE 的网络提供的位置信息(NPLI)。

     

    名词解释:

        SCTP,Stream Control Transmission Protocol

        PLMN,Public Land Mobile Network  公共陆地移动网 ,一般特指某个运营商的网络覆盖区域

        MCC,Mobile Country Code

        MNC,Mobile Network Code

        GUAMI,Globally Unique AMF Identifier 全球唯一的  AMF 标识符   <GUAMI> = <MCC><MNC><AMF Identifier>

        TAI,Tracking Area Identity    跟踪区域标识

        GUTI,Globally Unique Temporary UE Identity  全局唯一的临时UE标识,目的减少在通信中显示使用UE的永久性标识,提升安全性

        SUPI,Subscription Permanent Identifier 用户的唯一永久身份标志

        LMF, Location Management Function

     

    参考:

       TS 29.518  5G System; Access and Mobility Management Services; Stage 3(Release 15)

    展开全文
  • 【5G核心网】5GC核心网网元NSSF

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    千次阅读 2020-08-21 09:04:42
    TODO
  • 结合SDN、NFV 等最新技术,分析未来5G 核心网的演进思路,并在此基础上提出一种移动核心网网元的重构方案,以简化移动核心网,实现网络的扁平化,适应未来5G速率更高、时延更短的要求。
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  • 核心网

    2020-07-22 10:13:12
    在我们正式讲解之前,我想通过这张网络简图帮助大家认识一下全网的网络架构...在将信号传递给核心网,其中核心网内部的网元通过IP承载网来承载。 RTN 定义: 实时网络,Real-Time Networks PTN 定义: 分组传送网,Pack
  • 5GC核心网之UPF

    千次阅读 2021-02-03 20:37:40
    5GC核心网之UPF网元1、5G核心网网元2、UPF接口3、UPF功能3.1 数据包检查3.1.1 FAR Fowwarding Action Rule 转发行为规则3.1.2 BAR Buffering Action Rule 缓冲行为规则3.1.3 QER Qos Enforcement Rule Qos 实施规则...
  • 4G核心网

    千次阅读 2020-01-07 17:18:06
    4G核心网主要包含MME,SGW,PGW,HSS这几个网元,下面简要介绍下这些网元的作用。 MME的全称是Mobility Management Entity,含义为移动性管理实体。 这是4G核心网中的核心网元,顾名思义,MME主要负责移动性管理和...
  • LTE核心网简介

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    LTE核心网网络架构及网元功能 LTE业务实现方案及基本流程 EPC网络组织 EPC带宽计算
  • LTE核心网

    千次阅读 2020-01-08 11:56:05
    本文参考了陈学梁,李丹编著的大话核心网。本文仅限于个人学习,研究,交流,不得用于其他商业用途! 在文章《5G网络架构演进 之一》中,我们介绍了LTE的网络架构,并列举了每个网元的功能。LTE网络架构如图1所示: ...
  • 3G核心网规划方法

    2012-08-16 21:00:58
    规划的主要内容和流程 核心网的演进 3G核心网的网络组织 信令网的网络组织 核心网的网络安全与容灾 3G核心网网元规划方法 核心网的接口流量规划 承载网规划 核心网的投资计算方法
  • LTE核心网介绍

    千次阅读 2020-08-21 13:57:43
    EPS包括核心网EPC(EPC又包括MME(信令处理部分)、S-GW(数据处理部分)、P-GW)、E-UTRAN(只包含基站eNodeB一个网元,eNodeB能够实现3G中的NodeB和无线网络控制器RNC的功能,即eNodeB实现了接入网的全部功能)、...
  • 下面重点介绍与R99核心网不同的电路及信令网部分的规划,其它网元规划同R99。通常3G核心网同无线网规划一同进行,有关现有网络状况、用户及业务量预测、投资估算及经济评价等部分与无线网规划共同完成,其余部分是...
  • 理解IMS 核心网架构

    千次阅读 2020-07-28 11:58:08
    IMS 核心网架构 网元说明 P-CSCF:代理呼叫控制功能模块,是IMS核心网络与用户终端的接口网元;与用户终端侧配合完成AKA鉴权、安全机制协商、IPSec加密保护、信令压缩等功能,在与有PDF功能模块的接入终端还...
  • 面向5G的核心网演进

    2021-01-19 17:19:26
    基于面向5G的核心网目标架构,从网络设备形态、组网架构、网络和业务能力及网络管理编排等方面分析了网络演进中的问题。遵循“网络架构布局一步到位、网元功能平滑升级演进、容量流量逐步迁移调整”的原则,给出了...
  • LTE网络-EPC(分组核心网

    千次阅读 2020-06-19 14:38:11
    EPC(Evolved Packet Core),分组核心网,4G核心网络。该系统的特点为仅有分组域而无电路域、基于全IP结构、控制与承载分离且网络结构扁平化,其中主要包含MME、SGW、PGW、PCRF等网元。其中SGW和PGW常常合设并被...
  • GPRS核心网技术

    2014-12-26 07:58:48
    GPRS网络结构和网元 GPRS网络接口和协议 GPRS地址、编号和标识 GPRS移动性管理 GPRS会话管理
  • 5G 核心网 UE Requested PDU Session Establishment 信令流程

    万次阅读 多人点赞 2019-06-18 16:09:36
    整理一下 23502 中提到的 PDU Session Establishment ...5G 核心网采用的是SBA(Service based Architecture)架构。 其中主要网元的功能如下: 各个网元接口的控制面的协议栈如下: ...
  • 5G核心网采用了SBA架构(Service Based Architecture),基于服务的设计理念,将4G原有网元功能拆分,形成网络上的各个服务提供者。使用这些服务的功能体称为消费者。核心网控制面各个功能之间采用http2.0协议。 ...

空空如也

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