# 5GC Introduction
###### tags: `5G Reading`
Date : 2022-12-9

## Metadata
5GC為5G網路中重要的一環，為全新的架構，具備**控制和用戶平面分離**、**支援無狀態架構**與**網路切片**功能，能以軟體部署，更有擴展極容易部署特性。

## Take away
用戶終端到RAN(基地台)的網絡是5G NR，而基站到Data Network之間的網絡叫做5GC。5GC架構中，UPF會將內部數據賦予公網地址並轉發到互聯網(Internet)上，為UE連網重要的模組，也是user plane中的模組，與之相對的為control plane包含其他連網相關的設定模組。5GC將user/control plane完全切開，user plane能夠部署在離UE較近的位置。此核網架構適合未來網路切片管理，因此也不與4G及以下網路相容。

## Summary
- 5G核網: 支援**控制和用戶平面分離**、**支援無狀態架構**與**網路切片**。功能架構：
AMF：Access and Mobility Management Function。負責為用戶存取時提供認證、權限等。
SMF：Session Management Function。負責通話通道維護、IP分配和管理、UPF的選擇等。
NRF：NF Repository Function。負責對NF進行登記、管理、狀態檢測等功能。NF啟動後必須向NF進行登記後方可使用。
AUSF：Authentication Server Function。負責UE的存取權認證。
UPF：User plane Function。負責用戶封包的路由和轉發、與DN的交互、User plane的QoS處理、流量管控的實施等。
PCF：Policy Control Function， 負責提供所有control plane的網路策略。
UDM：The Unified Data Management，負責用戶資料的管理，儲存和設定。
NSSF：The Network Slice Selection Function，透過UE提供的NSSAI選擇適合的網路切片。
NEF：Network Exposure Function，負責管理對外開放資料存取介面。

## Note
- 相較於4GCN，以模組為切分，提供點對點服務，每個模組在互動時須透過定義的介面包裝好資料內容再傳送，其架構及元素如下：
EPC: 4G CN; 4G核心網路
MME: NSA的支持組件，提供NSA控制服務。屬於4G網。
HSS：用戶信息由HSS提供數據庫服務。
S-GW：一種數據包必經的網關。
P-GW：是連接互聯網和EPC的大網關，該網關還有很多子網關以供提供數據轉換、傳輸、控制服務。
PCRF: 實際處理過程中，當互聯網數據到達P-GW，P-GW可能需要做一些決策（如轉發方向，釋放添加或刪除一些什麼），這些決策對應的控制信息由PCRF提供。
- 而5G以服務為切分點(Service-Based Architecture; SBA)，每個模組被稱為網絡函數(NF，network function)，並通用以HTTP(RESTful)的協定溝通，因此能夠調整串連模式，架構如下：
- 設備接入基站時需要與互聯網上的服務器或其他設備建立TCP，以進行IP通信。因此需要一個網關，該網關由UPF充當來建立一個session，表示設備與UPF之間建立的連接。UPF是一個具有網關能力的NF。因此設備與UPF之間建立的連接會話（Session）才能保證數據的傳輸。而對於5GC網絡的核心功能而言，以**安全的方式建立會話**並向**移動設備轉發用戶數據**就是最重要的課題。需使用：
- AMF(Access and Mobility Management Function)
- SMF(Session Management Function)

- 參考資料:
https://www.sdnlab.com/24286.html
https://ppfocus.com/0/di9b80405.html
https://blog.51cto.com/u_14758357/4685401
https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10288421
https://www.scimonth.com.tw/archives/4130
https://www.bilibili.com/video/BV1gv4y1u7R9/?spm_id_from=pageDriver
https://www.youtube.com/watch?v=CKeT9uyxuv8
https://www.bilibili.com/video/BV1F54y1q7Ux/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.15