什么是5G核心网的SBA架构? 什么是SBA?就是服务化架构(SBA,Service Based Architecture),5G核心网的控制面采用服务化架构设计。初这样说起来可能大家还是不理解,看下图: ![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-edd3fde1fe4f9912a588668ab05796a1_720w.webp) 与以往有什么不同?以往是层级的拓扑网络结构,节点与节点之间是层级交错的网络关系,而且节点集成度很高,各种功能大包大揽,这样有它的好处,入网简单,但缺点也很明显:扩展性困难、升级困难,所以我们看到以前的核心网扩容,要么加新节点,要么在现有节点上升级,在现有节点上升级风险比较大,升级错误可能造成网络瘫痪,而且,升级只能在原硬件平台上进行。 而SBA架构则不同,由于将网络功能(NF)拆分了,而所有的NF又都通过接口接入到系统中,这样做的好处: 1、 负荷分担:相同的网络功能(NF)一起来承担和提供网络功能服务(NFS),负荷可以均衡分担。 2、 容灾:任何的网络功能(NF)出现故障,智能化的网络管理可以让它暂时退出服务,将服务转给其它相同的网络功能(NF)上处理。 3、 扩容简单:只需要增加新的网络功能接入系统即可,丝毫不影响现网运行。 4、 升级容易:都是基于标准接口的接入,无论是硬件还是软件功能,需要推出新一代的,都可以直接接入,旧的需要淘汰则直接退网。 5、 实现网络的开放能力,在标准接口下,其它系统也可以接入。 ![](https://pic4.zhimg.com/80/v2-725f645837b67160e4178c12a0e3f54b_720w.webp)
层叠表示可以多个相同功能NF接入借鉴IT系统服务化的理念,通过模块化实现网络功能间的解耦和整合,各解耦后的网络功能(服务)可以独立扩容、独立演进、按需部署;各种服务采用服务注册、发现机制,实现了各自网络功能在5G核心网中的即插即用、自动化组网;同一服务可以被多种NF调用,提升服务的重用性,简化业务流程设计。SBA设计的目标是以软件服务重构核心网,实现核心网软件化、灵活化、开放化和智慧化。 SBA架构的优点1、 拆分:网络功能独立,既可以独立自治,又能相互合作分担。 2、 直达:网络功能之间直达,不再需要像拓扑结构一样层级依赖,提高了传输效率。 3、 智能化:在服务的分配上实现智能化,区别于以往核心网需要每个网元进行详细配置入网,在SBA架构下,注册、发现、状态检测都是自动化处理。 采用SBA对5G演进的好处 - 服务以比传统网元更精细的粒度运行,并且彼此松耦合,允许升级单个服务,而对其他服务的影响最小。
- 每个服务可以通过轻量级服务接口直接与其他服务交互。
- 基于服务化接口的架构可以轻松扩展,同时服务化接口是开放的接口,任何其他NF和业务应用,都可以通过该接口使用NF
SBA架构的关键技术点服务化架构关键技术点如下: (1)服务的提供通过生产者(Producer)与消费者(Consumer)之间的消息交互来达成。交互模式简化为两种:Request-Response、Subscribe- Notify,从而支持NF之间按照服务化接口交互。 - Request-Response模式下,NF_A(网络功能服务消费者)向NF_B(网络功能服务生产者)请求特定的网络功能服务,服务内容可能是进行某种操作或提供一些信息;NF_B根据NF_A发送的请求内容,返回相应的服务结果。
- Subscribe-Notify模式下,NF_A(网络功能服务消费者)向NF_B(网络功能服务生产者)订阅网络功能服务。NF_B对所有订阅了该服务的NF发送通知并返回结果。消费者订阅的信息可以是按时间周期更新的信息,或特定事件触发的通知(例如请求的信息发生更改、达到了阈值等)。
(2)实现了服务的自动化注册和发现。NF通过服务化接口,将自身的能力作为一种服务暴露到网络中,并被其他NF复用;NF通过服务化接口的发现获取拥有所需NF服务的其它NF实例。这种注册和发现是通过5G核心网引入的新型网络功能NRF来实现的:NRF接收其它NF发来的服务注册信息,维护NF实例的相关信息和支持的服务信息;NRF接收其它NF发来的NF发现请求,返回对应的NF示例信息。 (3)采用统一服务化接口协议。R15阶段在设计接口协议时,考虑了适应IT化、虚拟化、微服务化的需求,目前定义的接口协议栈从下往上在传输层采用了TCP,在应用层采用HTTP/2.0 [3],在序列化协议方面采用了JSON,接口描述语言采用OpenAPI3.0, API的设计方式采用RESTFul。 5GC 的演进5GC SBA的这些优点,充分体现了网络架构的开放性,同时,各个 NF 之间松耦合,可以根据需要,增加或者修改 NF,而不会影响其他 NF;NF之间采用轻量级的服务化接口,其他 NF和业务应用很容易通过该接口调用 NF。该架构能够支持新业务的快速上线。5G服务化架构是新一代移动核心网架构演进的起点,并将沿着该路线持续演进。 值得一提的是,和以往设备商驱动一项新技术标准不同,SBA架构由中国移动牵头联合全球14家运营商及华为等12家网络设备商联合提出。这种基于“服务”的架构设计方式使得5G网络真正面向云化(Cloud Native)设计,具备多方面优点,如便于网络快速升级、提升网络资源利用率、加速网络新能力引入,以及在授权的情况下开放给第三方等。 当然,在目前的情况下,SBA架构仍然需要在5G独立组网(SA)下实现。
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