# 5G 網路介面與協定堆疊
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## N2介面(控制介面與協定堆疊)
$5G Access\,Network \stackrel{N2}{\longleftrightarrow} 5GC(AMF)$
- **管理流程:** 不與特定UE相關，像是設定或重置N2介面
- **與單一UE相關的流程:** NAS傳輸流程、UE上下文管理、PDU session資源相關流程、切換管理..etc
- 採用 ==**NG-AP協定**== (不論是哪種Access Network: 3GPP RAN 或 N3IWF non-3GPP )，屬於一種應用層協定
- AMF對於一個UE有唯一的N2 終結點
- 由於SMF與AMF是解耦的，所以NG-AP支援AMF在5G RAN與5GC之間傳遞**N2 SM訊息**


- SCTP保證Acces Network與5GC之間的傳輸

## UE與5GC之間的控制面介面與協定堆疊
針對每種UE使用的連接方式(3GPP、non-3GPP)，UE皆會有一個 **N1 NAS連接**，且會有唯一的N1終結點為位於AMF。

> **非接入層(NAS, Non-access stratum)**
> 原先存在於 3G/UMTS中的協定層，是用戶設備與核網之間的功能層
> 具備以下功能:
> > 移動性管理
> >呼叫控制
> >會話管理
> >身分管理
> [NAS 參考資料](https://hackmd.io/M4SyLAOpRam7lZVLuujOHw)

N1 NAS可用於:
- **UE註冊管理**
- **連接管理**
- **會話管理**

N1介面之中的NAS協議分成: NAS-MM、NAS-SM

### NAS-MM
用於UE與AMF以外的NF進行互動
- 會話管理消息
- UE 策略
- 位置服務

*NAS傳輸會話管理訊息、短訊、UE策略、位置服務等協議流程*

#### 特點
處理UE與AMF之間的NAS流程，包含:
- 處理UE的註冊管理(RM)和連接管理(CM): 在UE與AMF之間提供安全的訊息連結 、存取控制
- 適用於其他類型的NAS訊息(NAS-SM、SMS等)，可與RM/CM NAS 訊息同時傳輸
- 針對不同存取方式(3GPP, non-3GPP)也都採用相同的NAS協定
- UE針對不同種存取方式都會有一個N1 NAS連接


### NAS-SM
支援處理UE與SMF之間的**會話管理**
- PDU會話用戶面的建立、修改、釋放
- SM訊息的建立、處理都是在NAS-SM之中完成的（內容不會被AMF解析）
- NAS-MM層會負責UE-AMF之間SM訊息的收發，並提供安全保護(**保護訊息的完整性**)


## 5GC NF之間的控制面介面與協定堆疊
5G 核網中的NF，**NF Service Producer** 會透過服務化界面為 **NF Service Consumer** 提供服務

5G核網中將以下控制介面定義為服務化界面:

- Nsmf
- Nudm
- Nnrf
- Nnssf
- Nausf
- Nnef
- Nsmsf
- Nudr
- Npcf
- N5g-eir
- Nlmf

這些服務化介面以**HTTP 2.0**與**JSON**作為應用層協定；3GPP所有網路功能都必須支持**TLS**
若PLMN沒有提供其他網路安全方案，則TLS就必須被使用 `(PLMN是啥? 😫)`
而未來可能會以 **[QUIC/UDP](https://zh.wikipedia.org/wiki/QUIC)** 作為優化的方案


## N4介面與協定堆疊
==$SMF\stackrel{N4}{\longleftrightarrow}UPF$==
N4介於SMF與UPF之間，具備控制面與用戶面功能
N4定義了以下流程:

*控制面流程*

- N4會話管理:
	用於SMF建立、更新、刪除UPF上的N4會話上下文(Session Context)
- N4報告流程:
	用於UPF向SMF事件(EX.流量使用情況)
- N4節點級別流程:
	SMF、UPF之間N4節點的建立、更新、連結、釋放；UPF會向SMF報告N4節點級別的事件
- SMF暫停計費流程:

*用戶面流程*
在SMF、UPF之間轉發流量:
當用戶處於**CM-IDLE**狀態時，UPF可轉發downlink 資料給SMF，SMF再決定呼叫策略

|PFCP|$\longleftrightarrow$ |PFCP|
|----|---|---|
|UDF|$\longleftrightarrow$ |UPF|
|IP| $\longleftrightarrow$ |IP|
|L2|$\longleftrightarrow$ |L2|
|L1|$\longleftrightarrow$ |L1|
Control Plane $\longleftrightarrow$ User Plane

## 用戶面介面與其協定堆疊
==$Access\,Network\stackrel{N3}{\longleftrightarrow}UPF$==
==$UPF \stackrel{N9}{\longleftrightarrow}UPF$==
N3與N9介面分別在5G RAN 與 UPF之間 以及UPF與UPF之間傳遞數據


- **[PDU(Protcol Data Unit) 層](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%8D%95%E5%85%83)**: 負責在UE與Data Network之間的PDU Session傳遞PDU

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下一章節- **[5G 核網基本概念](https://hackmd.io/@Kevinneck/H1TWgKyKd)**