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 3GPP將5G核心網(wǎng)絡(luò)定義為一個可分解的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，引入了以HTTP/2作為基準(zhǔn)通信協(xié)議的基于服務(wù)的接口(SBI)，以及控制平面和用戶平面分離(CUPS)。5G網(wǎng)絡(luò)功能軟件的這種分解、SBI和CUPS都非常支持基于云原生容器的實現(xiàn)。

5GC 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(來源：鮮棗課堂)

雖然5G網(wǎng)絡(luò)功能可以基于傳統(tǒng)的架構(gòu)(如基于虛擬機(jī)的整體架構(gòu))構(gòu)建，但只有當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)功能(NF)在基于云原生容器的微服務(wù)架構(gòu)上設(shè)計和實現(xiàn)時，才能在靈活性、高度可擴(kuò)展性、彈性、簡化操作和生命周期管理等方面實現(xiàn)真正的創(chuàng)新。那么5G核心(5GC)又有哪些特性呢?

1.控制和用戶平面分離

5G核心網(wǎng)絡(luò)繼承了3GPP第14版的控制和用戶平面分離(CUPS)的體系結(jié)構(gòu)。在4G EPC中，S / PGW被分解為S / PGW-C和S / PGW-U，獨立提供高效的服務(wù)擴(kuò)展。

這種分解持續(xù)到了5G，用戶平面功能(UPF)僅在用戶流量的數(shù)據(jù)包處理中起作用，而所有其他單點處理則由諸如會話管理功能(SMF)之類的其他控制平面功能來完成。5G核心中的CUPS架構(gòu)通過集中控制平面功能(SMF)和將用戶平面功能(UPF)分發(fā)到邊緣數(shù)據(jù)中心，帶來了成本節(jié)約和可擴(kuò)展性的優(yōu)勢。

2.無狀態(tài)架構(gòu)

3GPP標(biāo)準(zhǔn)引入了無狀態(tài)架構(gòu)，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和更好的可靠性和彈性。

通常，一個有狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能/元素必須保留用戶信息或傳輸層關(guān)聯(lián)的上下文信息，因此，當(dāng)功能突然發(fā)生故障時，這些數(shù)據(jù)必須保留。而無狀態(tài)體系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代基于微服務(wù)的軟件體系結(jié)構(gòu)中一種流行的設(shè)計模式，它必須使用外部數(shù)據(jù)存儲來解耦應(yīng)用層和數(shù)據(jù)存儲層。

為此，3GPP在TS 21.195中定義了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲功能(UDSF)。

3.基于服務(wù)的接口(SBI)

5G核心控制平面中最顯著的變化是從傳統(tǒng)的點對點網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)引入了基于服務(wù)的接口(SBI)或基于服務(wù)的架構(gòu)(SBA)。通過這一新的更改，除了N2和N4等少數(shù)接口外，幾乎每個接口現(xiàn)在都定義為使用統(tǒng)一接口，使用HTTP / 2協(xié)議。

這一改變使得NF之間的通信更像一個服務(wù)網(wǎng)格功能，而不是串行鏈接，這有助于減少每個接口之間的依賴性，并有助于每個功能的獨立擴(kuò)展，也提高了跨網(wǎng)絡(luò)功能擁有新功能和服務(wù)的敏捷性。

• 基于服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)基于一組網(wǎng)絡(luò)功能(NF)
• NF向其他NF服務(wù)基礎(chǔ)接口(SBI)提供服務(wù)
• 參考點接口已替換為連接所有NF的公共總線

4.網(wǎng)絡(luò)切片

LTE / 4G中已經(jīng)引入了DECOR和eDECOR，隨著網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)技術(shù)的成熟，云原生的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在5G核心中的實際應(yīng)用將迅速增加。

在5G中，網(wǎng)絡(luò)切片有望使企業(yè)客戶能夠利用“為特定客戶或用戶特性定制”的網(wǎng)絡(luò)，滿足對可定制網(wǎng)絡(luò)功能(例如速度、質(zhì)量、延遲、可靠性、安全性和服務(wù))的每個需求。對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商來說，這將是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)貨幣化的新機(jī)遇。