6.2.2 基于NFV技术5G核心网控制面重构 -hyp

基于NFV技术5G核心网控制面重构通过本节学习，您可以：基于NFV技术5G核心网控制面重构实验介绍实验原理实验案例描述实验步骤实验总结实验介绍本任务实践的主要目的是了解基于NFV对于5G控制面NF重构，5G控制面交互流程，收到外部信令后，交互功能模块查找对应的网络功能，并将信令导向这组网络功能的入口，处理完成后结果将通过交互功能单元回送到外部网元。理解核心网微服务NF通过生产者（Producer）与消费者（Consumer）之间的消息交互来达成。从而支持NF之间按照服务化接口交互。NRF管理实现了服务的自动化注册和发现，NRF接收其它NF发来的服务注册信息，维护NF实例的相关信息和支持的服务信息；NRF接收其它NF发来的NF发现请求，返回对应的NF示例信息。了解AMF、AUSF、UDM、NRF等功能，了解用户接入鉴权流程。实验介绍实验原理实验案例描述实验步骤实验总结实验原理对于移动通信网络来说，我们已经知道5G网络的基本标识，该标识主要作为终端或系统区分网络的作用。那么对于用户来说也是一样，网络需要依据用户标识来判断用户是否合法及区分不同用户等，在用户初始接入网络时，需要在5G网络中进行注册登记，在这些流程中，用户标识将会参与整个过程。1、用户标识及作用（1）5G-GUTI5G-GUTI（5GGloballyUniqueTemporaryUEIdentity）5G全局唯一的临时UE标识：<5G-GUTI>=<GUAMI><5G-TMSI>；其中<GUAMI>=<MCC><MNC><AMFIdentifier>。在5G系统下使用5G-GUTI的目的是减少在通信中显示使用UE的永久性标识（SUPI），提升用户的安全性。该标识是由AMF对用户进行分配的，是终端在网络中的临时标识。其中<GUAMI>是用于标识由哪个AMF分配的5G-GUTI，<5G-TMSI>表示UE在AMF内唯一的id。实验原理1、用户标识及作用（2）SUPISUPI（SubscriptionPermanentIdentifier）订阅永久识别码。SUPI是5G网络中用户的唯一永久身份标志，类似于LTE网络中的IMSI，相当于终端在网络中的真实身份。但是和IMSI不同的是，该用户永久身份信息永远不会出现的空口上。以往使用IMSI的场合（如初次registration，Identifyprocedure等），5G网络将会使用SUCI。（3）SUCISUCI（SubscriptionConcealedIdentifier）订阅隐藏识别码。SUCI是SUPI经过公钥加密后的密文，所谓的SUCI就是SUPI的加密版本，具体的加密方式参见3GPPTS33.501附录C.3，该加密过程可以简单概括为，使用椭圆曲线的PKI加密机制，利用两对公私钥的特殊性质：公钥1*私钥2=公钥2*私钥1，实现SUPI加密为SUCI，这样既能保证空口SUPI不被泄露，还保证了UE和网络的鉴权的正常进行。实验原理2、终端接入时的注册过程在5GC中，注册流程是相当基础的一个流程，这是因为终端不在网络中注册是无法使用网络提供的服务，其次由于终端的移动性，如果有终端终结的业务，比如做被叫，网络必须能够找到终端，网络在注册流程中获得终端的位置信息，建立终端的移动性上下文。与4GEPC网络有很大不同，5G将移动性更新和周期性也归入注册流程，这样注册流程包含四大类的情况：1、初始注册；2、移动性更新注册；3、周期性注册；4、紧急注册。终端UE是必须参与鉴权，然后网络侧的RAN无线接入网，NF方面有AMF、AUSF和UDM，如果配置了PCF进行策略控制，也会有PCF的参与。实验原理3、AUSF和UDM的作用及选择（1）AUSF和UDM的作用：由上述流程可知，在进行鉴权的过程时，由AMF向AUSF来发起请求，AUSF就是作为鉴权服务器的功能，但是AUSF中是不存储用户信息的，需要向UDM来请求鉴权向量，即在UDM中存储用户的签约数据，并在需要时，向网络提供终端的鉴权向量参数。（2）AUSF和UDM的发现与选择：我们知道，在5G核心网中，各网元的功能都是以服务的方式对外提供接口，因此，核心网进行网元间的交互时，一个网络功能（NF）要么通过本地配置信息找到对应的NF，要么通过NRF服务发现的方式进行。比如进行初始注册时，AMF首先要找到对应的AUSF进行鉴权，AUSF要找到对应的UDM进行鉴权向量的获取等。实验介绍实验原理实验案例描述实验步骤实验总结实验案例描述点击“实验案例库”，选择“5G用户标识配置与接入鉴权”案例，并点击应用案例。将本实验案例加载至软件中。某地运营商为了保障后期5G独立组网方案实施时的用户数据的迁移，开展了基于5G独立组网方案的终端用户注册过程的验证工作。并且在该方案验证工作中，该运营商考虑到针对后期不同5G用户类型或不同地区下的用户鉴权处理的灵活管理，规划了两组鉴权服务和统一数据管理服务，用于不同用户组的鉴权处理。你作为方案验证工程师，需要针对该需求完成5G终端和AUSF/UDM的相关配置，完成5G终端的注册方案的分析。实验案例描述案例任务：根据上述描述，在业务开通与验证板块进行5G手机和AUSF/UDM的相关配置操作，完成5G手机的注册。在注册完成后，通过更改相关参数，并通过现象分析注册过程。实验介绍实验原理实验案例描述实验步骤实验总结实验步骤-终端配置配置5G手机、鉴权服务-1和UDM-1，完成5G终端的注册。依据实验原理，用户在注册时，是通过用户标识来进行注册鉴权的过程的，因此，在该步骤中，需完成用户标识的相关配置。1、配置5G终端的永久身份标识SUPI。双击“5G手机”，配置终端的永久身份标识SUPI，并点击保存。（以460011234567891为例）如下图，其他参数默认实验步骤-签约信息配置在“UDM-1”中添加用户对应的签约信息。双击“UDM-1”，进入UDM服务配置界面。按如下图示，进行配置。实验步骤-签约信息配置选择“UDM组配置”，添加一个UDM组，并设置该UDM组下的SUPI范围。注意，这个范围需要包含我们已经设置的5G用户标识，即460011234567891。实验步骤-鉴权信息配置同样的方式，选择“鉴权服务-1”，配置AUSF组，可将该AUSF组的SUPI范围设置与UDM一致。实验步骤-开机验证将设备全部开机（右键空白处，选择“全部开机”），观察5G终端的注册过程。实验步骤-流程分析1、点击软件右上角的查看流程的图标，即可查看刚刚注册过程的流程。实验步骤-流程分析2、由于在注册鉴权过程时，基站仅作为UE和核心网AMF之间透传的通道，所以我们在进行鉴权流程分析时可将基站部分的协议过程忽略，可将“DU+CU”的勾选去掉。实验步骤-流程分析3、将UE的SUPI改为460011234567892，则会弹出如下图示告警。实验步骤-AUSF及UDM的发现与选择分析在终端进行初始注册时，AMF首先要找到对应的AUSF进行鉴权，AUSF要找到对应的UDM进行鉴权向量的获取等。这就涉及AUSF和UDM的发现与选择。我们可以通过以下步骤进行分析。1、将5G手机的SUPI改为不在AUSF或UDM组的范围内，如改为460019876543210，并保存数据。此时终端重新发起注册过程，可以看到会弹出如下告警提示：AMF是使用UE的SUPI（终端向AMF提供的是SUPI加密后标识，即SUCI）来通过NRF进行AUSF服务的查询与选择的，当终端SUPI不在AUSF组的范围内，NRF无法查询到对应的AUSF，则AMF无法选择AUSF。实验介绍实验原理实验案例描述实验步骤实验总结实验总结在本次实验中，我们对5G的注册过程进行了较为详细的分析，并且理解了5G鉴权的标识及相关应用。在此过程中，也对5G