详解5G三大关键技术

•Authentication Server Function (AUSF)

•Core Access and Mobility Management Function (AMF)

•Data network (DN), 比如运营商服务、互联网接入和三方服务

•Structured Data Storage network function (SDSF)

•Unstructured Data Storage network function (UDSF)

•Network Exposure Function (NEF)

•NF Repository Function (NRF)

•Policy Control function (PCF)

•Session Management Function (SMF)

•Unified Data Management (UDM)

•User plane Function (UPF)

•Application Function (AF)

•User Equipment (UE)

•(Radio) Access Network ((R)AN)

这个5G核心网基础构架正是基于云原生的微服务构架设计原则，以模块化、软件化的构建方式来构架5G核心网，以高效执行不同服务类型的网络切片。我们看到上图中网络节点名称后面都带有Function（功能），这些功能是基于软件化的，以便动态灵活调整网络。

遵循控制面和用户面分离的原则，在此简单介绍一下：

控制面

控制面被分为AMF和SMF：单一的AMF负责终端的移动性和接入管理；SMF负责对话管理功能，可以配置多个。

基于灵活的微服务构架的AMF和SMF对应不同的网络切片...

AMF和SMF是控制面的两个主要节点，配合它俩的还有UDM、AUSF、PCF，以执行用户数据管理、鉴权、策略控制等。另外还有NEF和NRF这两个平台支持功能节点，用于帮助expose和publish网络数据，以及帮助其他节点发现网络服务。

用户面

5G核心网的用户面由UPF（用户面功能）节点掌控大局，UPF也代替了原来4G中执行路由和转发功能的SGW和PGW。

比较一下2/3/4G核心网构架...

▲简化的2G&3G网络构架

到了4G时代，核心网构架再次发生了变化，这一次引入了移动管理实体（MME）和分组数据网关（PGW）等网元。

▲通用的LTE网络构架

4G核心网中的MME、SGW和PGW消失了。4G中MME的功能被分解到AMF（接入和移动管理功能）和SMF（会话管理功能）中，SGW和PGW被UPF替代。

网络注册流程也变成了这样…

从2G时代的MSC/HLR到软交换，再到4G时代引入MME和GW，总得来说，核心网一直沿着分离和软件化方向演进。

这一次更加彻底。传统"黑盒"硬件被解耦，网络功能软件进一步分解为微服务，以灵活构建网络功能，网络功能运行于通用COTS服务器或迁移至云，实现灵活的网络切片。总的来说，是一次化整为零、由硬变软的彻底演进。

传统核心网网元的物理形式从此在我们眼前消失了？

▲2/3时代的核心网机房

2G时代，我们一走进交换机房，可以清晰的辨别出哪些设备是MSC或HLR，但是到了5G时代，它们虚拟化的存在于通用的物理/虚拟资源之中，我们或许很难通过物理特征来辨别。

不过，不管怎么演进，核心网的三大功能：服务管理、会话管理和移动管理始终存在。躯壳不存，灵魂犹在。

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