5G核心網(wǎng)服務(wù)化架構(gòu)是怎樣的
傳統(tǒng)的通信網(wǎng)主要面向人與人之間的通信需求而建設(shè),隨著萬(wàn)物互聯(lián)垂直行業(yè)的海量需求,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟硬件綁定,網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間固化的流程架構(gòu)已無(wú)法滿足要求。為應(yīng)對(duì)這些新的業(yè)務(wù)需求,5G核心網(wǎng)依托于CloudNative核心思想,通過(guò)基于服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)資源可切片,控制面/用戶面分離,結(jié)合云化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的定制化,開(kāi)放性以及服務(wù)化。
5G核心網(wǎng)進(jìn)行了重構(gòu),以網(wǎng)絡(luò)功能(Network FuncTIon,NF)的方式重新定義了網(wǎng)絡(luò)實(shí)體,各NF對(duì)外按獨(dú)立的功能(服務(wù))提供功能實(shí)現(xiàn)并可互相調(diào)用,從而實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的剛性網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)元固定功能、網(wǎng)元間固定連接、固化信令交互等),向基于服務(wù)的柔性網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變。
圖一 3GPP服務(wù)化架構(gòu)
整體來(lái)說(shuō),5G SBA架構(gòu)核心網(wǎng)具有如下關(guān)鍵特性:
網(wǎng)元功能解耦及服務(wù)化
組成核心網(wǎng)的各網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體(NF)在功能級(jí)別上解耦/拆分,NF拆分出若干個(gè)自包含、自管理、可重用的網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)(NF Service,NFS),這些網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)間可互不仰賴,獨(dú)立運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)(NFS)可獨(dú)立升級(jí)、獨(dú)立彈性。NFS提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化接口,便于與其他網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)通信。
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行自動(dòng)化
和IT領(lǐng)域的SOA/微服務(wù)架構(gòu)理念相同,5G核心網(wǎng)引入了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體NRF,用于提供網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體(NF)的服務(wù)注冊(cè)管理,以及服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制等功能。NF做為消費(fèi)者,只需通過(guò)NRF即可找到適用的目標(biāo)NF/NFS。核心網(wǎng)通過(guò)這種服務(wù)化的機(jī)制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行,NF實(shí)例或NFS即插即用。
按需網(wǎng)絡(luò)切片
核心網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體可以為不同切片服務(wù)(共享切片),也可以為一個(gè)特定的切片服務(wù)(指定切片)。根據(jù)切片配置,核心網(wǎng)組成不同的切片網(wǎng)絡(luò)。5G核心網(wǎng)中的NSSF網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體提供切片選擇服務(wù)。不同的應(yīng)用可根據(jù)切片要求使用不同的切片網(wǎng)絡(luò)資源,從而滿足業(yè)務(wù)的要求。
NF/NFS安全互訪
5G SBA架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體可自動(dòng)注冊(cè)到NRF上成為功能服務(wù)提供者,任何NF實(shí)體通過(guò)向NRF發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求即可獲取到服務(wù)并可使用服務(wù)。為保證網(wǎng)絡(luò)安全,3GPP定義了安全相關(guān)的規(guī)范(如33501等),限定只有經(jīng)過(guò)認(rèn)證或安全的實(shí)體才允許使用網(wǎng)絡(luò)功能,訪問(wèn)安全保障方式如下:
NRF認(rèn)證功能
在NRF側(cè)配置安全接入規(guī)則,發(fā)起方NF向NRF發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求時(shí),NRF根據(jù)規(guī)則來(lái)判斷此請(qǐng)求是否可授權(quán),僅在授權(quán)后才返回目標(biāo)網(wǎng)元相關(guān)信息;
NRF oAuth授權(quán)功能
NRF做為授權(quán)服務(wù)器提供oAuth授權(quán)服務(wù),服務(wù)提供方需要通過(guò)NRF認(rèn)證,并交互證書(shū)。發(fā)起方NF需要首先向NRF獲取動(dòng)態(tài)TOKEN,之后帶這個(gè)Token向目標(biāo)NF調(diào)用服務(wù),目標(biāo)NF判斷TOKEN合法有效后,才提供服務(wù)。
在3GPP R16中,5G核心網(wǎng)架構(gòu)由SBA進(jìn)一步演化成eSBA,主要增加了如下功能:
用戶面NF的服務(wù)化接入
R15中的服務(wù)化僅面向控制面,用戶面網(wǎng)元如UPF并沒(méi)有提供服務(wù)化接口供其它網(wǎng)元使用,R16中用戶面網(wǎng)絡(luò)功能等實(shí)體也進(jìn)一步服務(wù)化改造,對(duì)外提供服務(wù)。
業(yè)務(wù)功能和網(wǎng)絡(luò)通訊/路由功能分離
類似互聯(lián)網(wǎng)中的Service Mesh架構(gòu),由新增SCP(Service CommunicaTIon Proxy)提供路由策略及管理功能。從而各NF可專心于業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn),路由控制等功能統(tǒng)一由SCP來(lái)實(shí)現(xiàn)。
綜上所述,5G核心網(wǎng)的SBA架構(gòu)是下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重大變革,具備靈活、開(kāi)放等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn),是迅速滿足各種行業(yè)需求的重要基礎(chǔ)??梢灶A(yù)見(jiàn)隨著5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模的部署及商用,以5G網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),基于萬(wàn)物互聯(lián)的應(yīng)用必會(huì)層出不窮。作為領(lǐng)先的5G端到端解決方案提供商,中興通訊引領(lǐng)5G創(chuàng)新,深刻理解網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),可持續(xù)為未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)通信保駕護(hù)航。
來(lái)源:C114通信網(wǎng)