核心网 主要网络类型 典型组网图 1 CDMA PS分组域典型组网 2 GSM/UMTS CS电路域典型组网 3 GSM/UMTS PS分组域典型组网 4 IMS典型组网(含NGN) 5 EPC典型组网
小枣君今天有一个意见要给到大家—— 如果可以选择的话,千万别选核心网! 作为一个干了10年核心网的老司机, 小枣君今天就来告诉你,核心网到!底!有!多!坑! ? 首先,核心网实在是太难了! 说好全面进入4G时代的啊!3G怎么还在啊?!尼玛5G都快来了,2G都还没退网啊!我混口饭吃而已,一口气要学2G、3G、4G、5G,N项全能了啊! 手机一会儿4G跳2G,一会儿2G跳3G,一会儿3G跳4G,切换场景都数不过来了,无力吐槽了有木有? ? 谁告诉我5G开通简单的?你站出来我保证不打死你! 尼玛根本不成熟啊,问题一大堆啊,4G花1周搞定,5G花1个月虚机还没跑起来啊!切片到底是个什么鬼啊,根本就看不懂啊!你把我切了得了啊! ? 核心网这么难,你觉得待遇肯定比别人高? 做梦! 核心网是出了名的清水衙门。。。签合同,卖设备,从来都是无线设备卖钱,核心网设备搭配赠送。。。说白了,核心网就是赠品啊。。。分奖金也只能抱别人的大腿啊。。。 老板,买一送一哟! ?
NSA,是指无线侧4G基站和5G基站并存,核心网采用4G核心网或5G核心网的组网架构。而SA,是指无线侧采用5G基站,核心网采用5G核心网的组网架构。 ? NSA主要是作为一种过渡型网络架构而存在,它可以充分利用已有的4G网络资源。而SA架构,毫无疑问是5G网络演进的终极目标。 ? NSA和SA最大的区别,就在于核心网是不是5G核心网。 那么,5G核心网到底有什么特别之处呢? 必须要说,5G核心网相比4G核心网,变化是颠覆性的。从硬件平台到软件架构,全部发生了根本性的变化。 MEC与5G核心网 在安全构架上,5G核心网也比4G EPC更有优势。5G核心网具有更强的加密算法,更安全的隐私加密,更安全的网间互联和更安全的用户数据,可全面实现网络安全防护。 最具代表性的招标项目之一,就是中国三大运营商2020年4月份启动的5G SA核心网新建设备集中采购项目,以满足相关5G业务需求。
大家好,今天我们来说说核心网。 ? 长期关注小枣君的朋友们一定知道,我是一个典型的“核心网恐惧症”患者。一直以来,我都在给大家灌输一个思想,那就是—— ? 而实际上,我是一个正儿八经、根正苗红的核心网工程师——我在Z司工作了整整十一年,一直都隶属于核心网部门。 ? 核心网的英文叫Core Network(核心网络),简称CN,嗯,没错,和我们伟大祖国的英文简称是一样的。 接入网变了,核心网也要跟着变,于是有了无线核心网。 再再后来,有了2G,3G,4G。 每一代通信标准,每一项具体制式,都有属于自己的网络架构,自己的硬件平台,自己的网元,自己的设备。 ? 不过和无线相比,核心网有一点优势,就是KPI指标。无线非常关注指标,而核心网对指标其实并不是特别care。
概述 演进分组核心(EPC)在4G LTE中起着关键作用,5GC是由3GPP定义的新的5G核心网络(5GC)。与前几代不同,5G部署既可以使用现有的EPC,也可以使用5GC。 5. 5G NR全国部署 图4. SA和NSA 5G NR在全国范围内部署(Option 2和4)。 在NSA中,Option 3和Option 7可以升级到Option 4,Option 4也适用于使用双连接的LTE的NSA网络架构。 图4描述了Option 2和Option 4;控制平面始终位于5G NR中,以便能够充分向用户提供5G的强大功能,但要求5G NR可以提供连续覆盖。 6. NextEPC将EPC和5GC包含在一个软件包中,以实现从4G到5G的无缝转换,因此它在任何类型的早期5G部署场景中都是通用的。
本文将对5G核心网进行全面介绍,从核心网网络构架→核心网基本概念→5G核心网流程介绍,关于AMF、SMF、UPF、UDM、AUSF、NSSF等都进行了详细介绍,认真读完,可全面掌握“5G核心网基础知识” 核心网网络构架 (点击可查看看大图) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 核心网基本概念 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5G核心网基本流程介绍 ? ? ? ? ?
现网2/3/4/5G共存,也加剧了无线工程师的学习和工作难度,需要应对的情况非常复杂。 我个人认为,单纯从技术原理的角度来看,无线比传输、核心网难得多。 接下来,我们说说核心网。 小枣君搞了10多年的核心网,对这个东西实在是既爱又恨。 当年,核心网被公认为是公司所有产品里最难的。 这个难,并不是指技术原理,而是项目交付。 作为核心网工程师,不仅要懂核心网的整体架构,还要懂无数种核心网设备的硬件和软件知识,知道如何进行调试、安装和对接测试。 核心网的网元多、设备多,所以网络架构特别复杂。 这张图,只是一个4G LTE而已…… 这些流程里面,可能出现问题的点很多,排查过程特别变态。这一点上,无线工程师是望尘莫及的。 核心网的产品型号多,还会带来一个问题,就是文档特别多,学习过程特别痛苦。 (相比之下,核心网都是专有协议、专有接口,难度更大。虽然现在5G也改简单了,但2/3/4G还在,痛苦依旧。) 传输工程师的外部工作条件,比较苦逼。 首先,他们的工作环境,有时候和无线一样差。
从2006年入行通信开始,就和核心网结下了不解之缘。 当年的核心网,正处于固网、2G/3G时代,是真正的“江湖大佬”。 2G/3G时代,核心网逐渐以“CT+IP”技术为基础,实现了媒体面和控制面的分离,以及全IP化。分组域崛起,电路域势弱,紧接着又出现IMS域。 到了4G/5G时代,变化更加剧烈。 运维智能:基于智能的极简运维 最后,我们再来聊聊核心网的老大难问题——运维。 一直以来,核心网都以架构繁冗、业务复杂著称。核心网的运维,也是很多通信工程师唯恐避之不及的工作。 █ 最后的话 总而言之,核心网在经历一场技术革命。新一代的5.5G核心网,在5G核心网的基础上,对网关进行升级,实现了万兆体验。 这和核心网本身的IT基因有莫大的关系。 这次的智能化浪潮,核心网仍然有望率先实现突破。 行业目前已经形成共识,核心网的全面智能化,是大势所趋。
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网络侧通常也直接称为核心网侧,由各种功能的核心网设备组成。 一直以来,鲜枣课堂的文章内容主要是在无线侧上。但是,其实小枣君是一个有十多年经验的核心网老司机啊。 之所以我很少介绍核心网,就是因为这个玩意实在是太TMD难了。。。作为知识普及的公众号,要深入浅出讲清楚核心网,还不如掐死我。 不信?随便扔个组网图你感受一下: ? 2G网络是简单的,可是,后来又建了3G、4G,马上又要来5G,这么多网络并不是马上就完成交接的,而是会长期并存。多种网络并存,势必导致网络规模的庞大和复杂。
在5G网络发展初期,不可避免会出现2/3/4G核心网与5G核心网并存,用户在进行4G与5G网络互操作时,会在两个核心网之间发生切换,很难保持业务连续性。 “虚拟化、云原生技术的融入,在5G核心网方案中,不再大量使用专有硬件设备,取而代之的是通用服务器承载的虚拟网元,虚拟机、容器POD数量飞速增长,每个工作负载同时提供多个IPv4、IPv6功能做平面。 相较于4G,5G核心网SBA架构中虚拟化后的NFS实例数量增加了几个数量级,庞大的数量给运维带来挑战。”来源描述了庞大网元数量给5G运维带来的挑战。 ,保障核心网稳定运行。 云杉网络5G核心网监控方案 “DeepFlow 5GC方案是一款面向5G核心网,基于对服务NFS间的通信访问流量进行获取分析,以保障核心网稳定运行的软件产品。
更简单来说,是核心网从2G到5G的完整架构图。它展示了几乎所有的网元,以及网元之间的接口和协议。 :为什么中国移动要把toC和toB的5G核心网分开建设? 经过和业内专家请教探讨,我得到了较为权威的解答,趁此机会,分享给大家: 面向消费者(手机)用户的toC 5G核心网,建设的时间较早。 中移在全国规划了多个云资源池。并分期招标,进行建设和扩容。 每个资源池负责若干个省份,实际上就是5G核心网网元的物理载体。 网络云资源池(主要供应商是华为、中兴、浪潮、新华三、荣联等) 在发展5G业务的过程中,现网手机用户业务是分布上云的。 实际上,toB 5G核心网,和toC 5G核心网,都在一个资源池上。也就是说,物理上,是在一起的。 toB和toC的5G核心网虚拟化网元,为什么不共用呢?
[导读] 本文为你介绍信令与信令网的含义、结构、信令方式,信令网的划分、性能指标、编码方式、信令的三层结构等。
文中涉及的缩略语: EPC(Evolved Packet Core,演进的分组核心网) NF(Network Function,网络功能) NF Service(Network Function Service
本期我们将介绍一款备受关注的开源核心网软件,是一款基于5G标准的开源核心网软件,包含一系列软件组件和网络功能,实现 4G / 5G NSA 和 5G SA 核心功能,旨在为运营商和企业提供一个灵活、可靠的解决方案 注:5G NSA 概念注释 NSA组网的基本原理是利用4G时代提出的双链接技术,最早在3GPP R12版本中提到。 非独立组网中的4个选项系列最常在网络中实际部署的是选项3,选项8只存在于理论中不存在实际部署的价值。 5G SA组网概念注释 5G独立组网是指完全新建一张新的5G网络,从基站、传输链路及核心网全部独立于4G网络新建。 5G独立组网模式下的协议开发、网络规划、核心网部署、网络内外互联互通等所面临的技术挑战将全面超越3G和4G网络。
图3 用户面协议栈 3.2高并发 如图4所示,核心网需要处理大量用户的不同业务请求,每种请求发送到核心网中会都产生一部分数据包,因此会引发业务高并发运行下的数据包归属问题,即某个数据包是哪个用户在何种业务场景下产生的 图4 高并发业务示例 3.3参数结构复杂 参数结构中存在大量列表与字典嵌套的结构,那么参数除了k-v值之外,结构信息也成为参数特征之一,那么在做检测时,也需要考虑参数结构信息。 图6 核心网对UE鉴权的网元序列 其次,核心网对UE鉴权过程中所使用的请求方式和接口为 ? 图7 核心网对UE鉴权的API信息 此外,核心网对UE鉴权过程中所传递的参数为 ? 空链表l, 空字符s 过程:函数DFS(p,l,s) 1: if p 为字典then 2: for p中每一个k,v do 3: DFS(v,l,s+'[间隔符]'+k) 4: 4.实现针对NGAP,PFCP协议的异常检测。 最后,为大家提供一个在kubernetes集群上基于开源项目free5gc的核心网部署方案。有需要的朋友可参照链接进行部署。
核心网,是整个通信网络的大脑,是不可或缺的重要组成部分。 网络的管理控制、鉴权认证等关键功能,主要由核心网负责。核心网的能力是否强大,直接影响了整个网络的性能表现。 5G核心网,相比4G,不管是服务架构,还有硬件平台,都完全不一样了。 通过引入NFV网元功能虚拟化技术,传统的专用硬件平台被x86通用硬件平台所取代。 大量的通用服务器组成了硬件资源池。 采用微服务架构之后,5G核心网的效率有了大幅的提升,部署效率可以提升30%,运维效率提升40%,这是相比4G核心网的一个巨大的优势。 ? 5G核心网,离不开高效、强劲的云基础设施 除了控制功能之外,5G核心网的一个最重要指标是转发效率。 5G核心网需要将来自无线接入网的用户数据,转发到互联网。 5G网络庞大的流量,全部都要经过5G核心网。而具体负责转发的网元,就是UPF。 ? UPF是5G核心网性能的关键 所以说,UPF的性能优劣,直接决定了整个5G核心网的性能,甚至整个5G网络的性能。
5G核心网向云原生演进 目前,5G核心网的设计都是基于NFV虚拟化架构,由VNF(虚拟网络功能)组成。VNF是构建在通用硬件上的软件包,是在虚拟环境中运行的网络功能。 用于 5G 核心网的 DPU/SmartNIC 下图是关于“您的组织是否希望在其 5G 核心用户平面中广泛使用硬件加速( DPU/SmartNIC)?”的用户调查结果。 虽然DPU/SmartNIC硬件加速在 5G 核心网中具有一定优势,但业界一度对核心网 NFV 的用户面是否需要使用硬件加速持怀疑态度。 因此,总体来看,运营商对5G核心网用户面的硬件加速存在兴趣,但目前形势尚不明确。 www.lightreading.com/do-cloud-native-5g-core-networks-need-dpus/a/d-id/783104 https://mp.weixin.qq.com/s/Gh4APdi_bvJ8z1SvAg-FUw
(为了简单,HLR等网元没有画出) 到了4G时代,核心网又发生了进一步的演进。主要的变化发生在PS分组域。为了提供更强大的业务能力,PS设备进一步升级。 4G核心网的架构,变成了这样: ? 4G LTE网络架构 (注意,基站里面的RNC没有了,为了实现扁平化,功能一部分给了核心网,一部分给了eNodeB) MME:Mobility Management Entity,移动管理实体 SGW: 在硬件方面,从1G到4G,所有的核心网设备都是由设备商自己研发的硬件平台来实现的。也就是说,这些核心网设备都是独特的,专有的。 这家公司是一家移动通信整体解决方案提供商,主要产品是2G/3G/4G基于虚拟化技术的低成本低功耗的小型核心网。
通信网络的一个整体结构,大致包括:骨干网、核心网、城域网、接入网,其中接入网又分为无线接入和有线接入,以及承载网。图片听起来很复杂,我们再分解来看看。图片从最靠近用户端开始的是接入网。 其中无线接入网通俗点说就是手机移动通信,4G、5G网络;通常所说的光纤到户FTTH就是有线接入网。接入网的传输距离一般为几百米到几公里,因此经常被形象地称为“最后一公里”。 我们通过手机拨打电话或上网时,基站会接入手机的信号,信号通过承载网传送到核心网,再由核心网对信号进行处理,并传递到通话目的地城市或互联网上的网络应用。 核心网是实现数据的处理和分发,实现“路由交换”,也是网络的核心。在移动通信网络中核心网是最顶层,完成了数据的路由和交换,最终实现手机用户和互联网的通道建立。 快递到了上海物流总部,就是核心网,负责统筹分配,将包裹发送到不同城市。上海总部到北京总部之间的长途公路就是传输网。而承载网就是快递的运输路线。