5G异构的切换流程_区块链

5GC架构的接入方式

在5G中，网络片被定义为逻辑网络，它由具有不同功能的控制平面和用户平面网络功能(NFs)组成。

5G网络还需要实现一些基本功能，包括与UE通信、存储其订阅和凭证、允许访问外部网络、管理网络访问以及移动网络访问。

这一架构包括：

AUSF作为生产者为AMF提供UE鉴权服务。为了提供这个服务，定义了如下服务操作：
此服务允许对UE进行身份验证，并提供一个或多个主密钥，AMF将这些主密钥用于派生的后续密钥。。

UDM，Unified Data Management，统一数据管理功能，支持一下功能：

-  3GPP AKA身份验证凭证的生成 
-  用户标识处理（例如5G系统中每个用户的SUPI的存储和管理） 
-  支持取消隐藏受隐私保护的用户标识符（SUCI） 
-  基于签约数据的接入认证（例如漫游限制） 
-  UE 服务的 NF 注册管理（例如，为 UE 存储服务 AMF，为  UE PDU 会话存储服务 SMF） 
-  支持服务/会话连续性（通过保持 SMF / DNN 进行中的会话分配） 
-  MT-SMS 交付支持 
-  合法拦截功能（特别是在出站漫游情况下，其中UDM是LI的唯一联系点） 
-  签约管理 
-  SMS 管理

AMF承载以下主要功能：
接入和移动管理功能(AMF)包括以下功能。
在AMF的单个实例中可以支持部分或全部AMF功能：

终止RAN CP接口(N2)。
该接口协议为F1AP终止NAS(N1)，提供NAS加密和完整性保护。
注册管理。
连接管理。
可达性管理。
流动性管理。
合法拦截(适用于AMF事件和LI系统的接口)。
为UE和SMF之间的SM消息提供传输。
用于路由SM消息的透明代理。接入身份验证。
接入授权。
在UE和SMSF之间提供SMS消息的传输。
安全锚功能(SEAF)。
监管服务的定位服务管理。
为UE和LMF之间以及RAN和LMF之间的位置服务消息提供传输。
用于与EPS互通的EPS 承载 ID分配。
UE移动事件通知。

无论网络功能的数量如何，UE和CN之间的每个接入网络只有一个NAS接口实例，终止于至少实现NAS安全性和移动性管理的网络功能之一。

除了上述AMF的功能之外，AMF还可以包括以下功能以支持非3GPP 接入网络：

支持N2接口与N3IWF。在该接口上，可以不应用通过3GPP 接入定义的一些信息(例如，3GPP 小区标识)和过程(例如，与切换相关)，并且可以应用不适用于3GPP接入的非3GPP 接入特定信息。
通过N3IWF上的UE支持NAS信令。由3GPP 接入上的NAS信令支持的一些过程可能不适用于不可信的非3GPP(例如寻呼)接入。
支持通过N3IWF连接的UE的认证。
管理通过非3GPP 接入连接或通过3GPP和非3GPP同时连接的UE的移动性，认证和单独的安全上下文状态。
支持协调的RM管理上下文，该上下文对3GPP和非3GPP访问有效。
支持针对UE的专用CM管理上下文，用于通过非3GPP 接入进行连接。
注意：并非所有功能都需要在网络片的实例中得到支持。

会话管理功能(SMF)包括以下功能：

会话管理，例如会话建立，修改和释放，包括UPF和AN节点之间的隧道维护。
UE IP地址分配和管理(包括可选的授权)。
DHCPv4(服务器和客户端)和DHCPv6(服务器和客户端)功能。
ARP代理和/或以太网PDU的IPv6 Neighbor Solicitation Proxying。 SMF通过提供与请求中发送的IP地址相对应的MAC地址来响应ARP和/或IPv6邻居请求代理。
选择和控制UP功能，包括控制UPF代理ARP或IPv6邻居发现，或将所有ARP / IPv6邻居请求流量转发到SMF，用于以太网PDU会话。
配置UPF的流量控制，将流量路由到正确的目的地。
终止接口到策略控制功能。
合法拦截(用于SM事件和LI系统的接口)。收费数据收集和支持计费接口。
控制和协调UPF的收费数据收集。
终止NAS-SM消息。
下行数据通知。
AN特定SM信息的发起者，通过AMF通过N2发送到AN。
确定会话的SSC模式。

漫游功能：

处理本地实施以应用QoS SLA(VPLMN)。

计费数据收集和计费接口(VPLMN)。

合法拦截(在SM事件的VPLMN和LI系统的接口)。

支持与外部DN的交互，以便通过外部DN传输PDU会话授权/认证的信令。

PCF：策略控制功能

AF：Application Function ，应用功能，指应用层的各种服务，可以是运营商内部的应用如Volte AF(类似4G的Volte As）、也可以是第三方的AF（如视频服务器、游戏服务器），如果是运营商内部的AF，与其他NF在一个可信域内，可以直接与其他NF如PCF交互访问，而第三方的AF则不在可信域内，必须通过NEF访问其他NF。

NEF：Network Exposure Function ，网络开放功能，位于5G核心网和外部第三方应用功能体之间（可能也有部分内部AF），负责管理对外开放网络数据的，所有的外部应用，想要访问5G核心网内部数据，都必须要通过NEF。NEF提供相应的安全保障来保证外部应用到3gpp网络的安全，提供外部应用Qos定制能力开放、移动性状态事件订阅、AF请求分发等功能。

NRF：NF Repository Function ，网络存储功能，用来进行NF登记、管理、状态检测，实现所有NF的自动化管理，每个NF启动时，必须要到NRF进行注册登记才能提供服务，登记信息包括NF类型、地址、服务列表等。

NSSF，The Network Slice Selection Function，网络切片选择功能，支持以下功能：

 -  选择为UE服务的网络切片实例集 
 -  确定允许的 NSSAI，以及在需要时确定到签约阅的 S-NSSAI 的映射 
 -  确定已配置的 NSSAI，以及在需要时确定到签约的 S-NSSAI 的映射 
 -  确定可能用于查询 UE 的 AMF 集，或基于配置确定候选 AMF 的列表（可能通过查询NRF）
 -

UPF: User plane Function，用户面功能，包括用户数据包的路由和转发、与外部数据网DN的数据交互、用户平面的QoS处理、流控规则实施（例如门控、重定向、流量转向）等
与EPC中的情况类似，5G中的应用功能(AF)根据配置的策略使用其他3GPP网络功能提供的服务和信息。

DN: 数据网络Data Network (DN), 比如运营商业务，互联网或者第三方业务等

安全边缘保护代理(SEPP)用于与其他操作符的安全连接。
请注意，在EPC中不存在NEF、NRF、NSSF和SEEP。
另外，非3gpp接入网通过非3gpp互联功能(N3IWF)连接到5GC，非3gpp互联功能(N3IWF)分别通过N2接口和N3接口与控制平面功能AMF和用户平面功能UPF相连。

利用从UE经由源gNB流向5G核心（用户平面功能/ UPF）的数据平面的数据，采用无线电资源控制（RRC）信令来连续地测量和报告信号质量。当源节点检测到需要切换时，它与目标gNB连接以开始切换过程。一旦隧道已经移动到目标gNB，UE就执行切换并连接到同一目标节点。从目标gNB到AMF进行路径切换请求，并且一旦确认，数据就可以从UE流过该目标节点并且流到规定的UPF。

EPC架构的接入方式

这一接入方式总共分为：UE、3GPP接入网/非3GPP接入网、EPC；即终端、接入网和核心网。

UE是我们的手机或CPE，接入网是遍布城市的各个基站（可以是大的铁塔基站，也可以是室内悬挂的只有路由器大小的小基站），EPC是运营商（中国移动/中国联通/中国电信）的核心网服务器，核心网包括很多服务器，有处理信令的、数据的、计费策略的等等。

UE到接入网这一段是无线的，我们称这一段网络叫空中接入网；接入网和EPC之间都是内部网络，是使用光纤相连接的

NAS，非接入层信令，是UE和核心网EPC之间使用的信令，虽然途径接入网eUTRAN，但基站不作分析；
AS ，接入层信令，是UE和接入网eUTRAN使用的信令，由基站来处理，核心网看不到

Mobility Management Entity（MME），核心网控制面网元，负责用户和会话管理，MME主要功能有：
接入控制；移动性管理；会话管理； S-GW 选择；安全认证。

Home Subscriber Server（HSS），归属用户服务器，它是核心网中的一个数据库服务器，里面存放着所有属于该核心网的用户的数据信息（即在这开户的卡信息）。当用户连接到MME的时候，用户提交的资料会和HSS数据服务器中的资料进行比对来进行鉴权。
功能：用户注册；终端位置更新；移动性管理；

一般我们的sim卡都有一个开户所在地，你的sim卡的注册鉴权信息都是存在开户所在地的HSS服务器里面。漫游时注册、做业务的区别主要在访问HSS这一块。

Serving Gateway （S-GW），用户面接入服务网关，相当于传统SGSN的用户面功能：
会话管理；路由选择和数据转发；Qos控制；计费；

所以可以看出服务能不能做，优先级怎样，都是SGW说了算

PDN Gateway（P-GW），分组数据网关。是运营商网络和互联网的网关，功能类似传统中的GGSN。
主要功能包括分组包深度检查、 IP地址分配；会话管理；路由选择和数据转发；PCRF的选择；Qos控制；非3GPP接入；基于业务的计费

设计PGW有两大目的：非3GPP网络（如1X、GSM、CDMA、VoWIFI）接入LTE核心网；LTE核心网数据和互联网的网关。

Policy and Charging Rules Function（PCRF），策略与计费规则服务器，根据用户套餐和业务需求提供数据业务资源管控。
配置PCC计费规则；执行服务数据流优先级排队冲突解决处理；支持控制信令的IP sec安全性保护；向PCEF提供初始默认计费方法；激活、去激活、修改PCC规则；策略控制功能；

ePDG: 非3GPP 非信任网络连接到核心网的网关，支持LTE与Wifi服务的无缝连接，一般运行在支持EPG或者EWG的SSR硬件架构中。

参考：
LTE网络架构

Robust and Universal Seamless Handover
Authentication in 5G HetNets

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