**部分笔记**

1. 5G其他的功能架构

5.3.2数据存储参考架

UDSF（用户数据存储功能）在网络功能（NF）中的共享方式以及控制面网络功能对UDSF的访问方式。UDSF可以由同一PLMN中的所有NF共享，其中控制面NF可以共享存储它们非结构化数据的UDSF，或者每个NF可以拥有自己的UDSF。3GPP指定了NF通过N18/Nudsf接口访问UDSF。系统架构允许任何NF在UDSF中存储和检索其非结构化数据，

5G系统架构允许UDM、PCF和NEF在UDR中存储数据，包括UDM和PCF的用户数据和策略数据、用于开放和应用数据的结构化数据(包括数据包流)、NEF对应的用于应用检测描述的信息以及多个UE的AF请求信息等。数据存储参考架构如图所示。

UDR可以部署在每个PLMN中，它可以提供不同的功能，具体如下所述：

· NEF访问的UDR属于NEF所在的PLMN；

· 如果UDM支持分离架构，则UDM访问的UDR和UDM在同一PLMN内；

· PCF访问的UDR属于PCF所在的PLMN。

3GPP规定了5G核心网与EPC非漫游互通时的网络架构图，如图所示。

图表示5GC和EPC/E-UTRAN之间互通的非漫游架构，N26接口是MME(Mobility Management Entity，LTE核心网移动性管理实体)和5GS AMF间的CN间接口，以实现EPC和NG核心网之间的互通，网络中支持N26接口是互通的可选项。5GC和EPC/E-UTRAN之间互通可以由5GNF和EPC网元组合来实现，

4.SDN

SDN（Software-Defined Networking）是一种网络架构和管理方法，通过将网络控制平面与数据转发平面进行解耦，实现网络功能的可编程化和灵活性。传统网络中，网络设备（如路由器和交换机）的控制逻辑和数据转发功能通常紧密耦合在一起。而在SDN中，控制平面由集中式控制器或分布式控制平面负责管理，而数据平面则负责实际的数据包转发。

具体来说，SDN架构通常包括以下几个关键组件：

1. 控制器（Controller）：控制器是SDN网络的核心组件，负责整个网络的控制和管理。它可以是集中式的单个控制器，也可以是分布式的控制平面。控制器通过与网络中的交换机或路由器进行通信，向其下发控制指令，管理网络流量和路由规则。

2. 南向接口（Southbound Interface）：这是控制器与网络设备之间的接口，用于传递控制指令和配置信息。通常使用协议如OpenFlow来实现南向接口，使得控制器能够直接与数据平面交互。

3. 北向接口（Northbound Interface）：这是控制器与上层应用程序或网络管理系统之间的接口，用于接收来自应用程序的请求，并将其转化为网络策略和配置。北向接口提供了一个开放的API，使得开发人员可以通过编程接口实现自定义的网络应用和服务。

4. 网络设备（Network Devices）：这些设备包括交换机、路由器和其他网络设备，它们的数据平面负责实际的数据包转发和处理。在SDN中，网络设备的数据平面被解耦，只负责根据控制器下发的指令进行数据包的转发，而控制逻辑则由控制器统一管理。

通过SDN，网络管理员可以通过集中式的控制器实现对整个网络的统一管理和配置，从而实现网络功能的灵活编程和自动化。SDN架构提供了更灵活、可扩展和可管理的网络环境，为应用创新和网络服务提供了更多的可能性。

SDN的架构

SDN架构主要包括控制器、南向接口、北向接口和网络设备等关键组件。控制器负责整个网络的控制和管理，南向接口用于控制器与网络设备之间的通信，北向接口则连接控制器与上层应用程序或网络管理系统。网络设备包括交换机、路由器等，其数据平面负责实际的数据包转发，而控制逻辑由控制器统一管理。这种架构实现了网络控制平面与数据转发平面的解耦，从而提高了网络的灵活性、可扩展性和可管理性。

ONF(Open Networking Foundation，开放网络基金会)定义的架构共由四个平面组成，即数据平面、控制平面、应用平面以及右侧的控制管理平面，各平面之间使用不同的接口协议进行交互，

1．数据平面

2．控制平面

3．应用平面

4．管理平面

5．SDN控制-数据平面接口

6．SDN北向接口

SDN的核心概念

SDN核心思想：解耦控制平面与数据平面，集中式控制器完成网络可编程任务，通过北向接口与上层应用、南向接口与下层设备交互。强大可编程性使网络真正被软件定义，简化运维、灵活管理调度，需要东西向接口协议支持多控制器协同，实现大规模部署。

1. SDN数控分离

2. NF网络架构实现转发抽象，分布状态抽象和抽象配置

3. 网络可以编程

SDN优缺点

SDN的优点包括灵活性、集中化管理、成本降低和快速部署新服务；然而，它也存在安全风险、标准化和互操作性挑战、性能稳定性问题以及技术成熟度方面的挑战。

openflow

为了实现SDN，目前存在三种主要方式：基于专用接口、基于叠加网络和基于开放协议。基于专用接口的方案不改变传统网络实现机制，通过对网络设备操作系统进行升级改造，在设备上开发专用API接口，实现统一配置管理和下发，以及供用户开发网络应用，实现网络设备可编程。这类方案由主流网络设备厂商主导，其主要思想是解耦、独立和控制。

OpenFlow网络由三部分组成：OpenFlowSwitch（OpenFlow交换机）、FlowVisor（网络虚拟化层）和Controller（控制器）。OpenFlow交换机负责数据层转发，拥有一个流表，其生成、维护和下发由外置的Controller实现。OpenFlow1.0规范定义了流表中的10个关键字。FlowVisor建立在OpenFlow协议上，对网络进行虚拟化，将物理网络划分为不同的逻辑网络，从而实现虚网划分。 Controller负责对网络进行集中控制，实现控制层功能。 OpenFlowSwitch是整个OpenFlow网络的核心部件，主要管理数据层的转发。

OpenFlow是SDN（软件定义网络）的一种实现方式。SDN是一种网络架构，其核心思想是将网络控制平面从数据转发平面中分离出来，使得网络管理员可以通过集中式控制器对整个网络进行编程和管理。而OpenFlow作为SDN架构中的一部分，定义了通信协议，允许外部控制器直接访问网络设备的数据平面，并对其进行编程控制。因此，可以说OpenFlow是SDN架构中用于实现控制平面和数据平面之间通信的关键技术之一。

通俗的解释：OpenFlow则是SDN架构中的一种重要技术，它定义了一种通信协议，允许这个中心控制器直接控制网络设备的数据传输部分。你可以把OpenFlow想象成一种“语言”，让控制器和网络设备之间可以进行交流和命令传递，从而实现对整个网络的灵活控制和编程。所以，可以说OpenFlow是帮助实现SDN架构的关键技术之一。

5.NFV

背景

NFV(Network Function Virtualization，网络功能虚拟化)技术是为了解决现有专用通信设备的不足而产生的。通信行业为了追求设备的高可靠性、高性能，往往采用软件和硬件结合的专用设备来构建网络。

NFV的经典的结构

NFV（网络功能虚拟化）通过将各种类型的网络设备，如服务器、交换机、路由器和存储设备，构建为一个数据中心网络（DCN）。它利用IT的虚拟化技术创建虚拟机（VM），然后将传统的通信技术业务部署到这些虚拟机上。NFV标准架构包括三个关键部分：网络功能虚拟化基础设施（NFVI）、网络功能虚拟化管理及业务编排（MANO）以及虚拟化的网络功能模块（VNFs）。在NFV架构中，底层是具体物理设备，而计算、存储和网络虚拟化则允许在单台服务器上创建多个虚拟系统、将多个存储设备虚拟化为一台逻辑上的存储设备，并将网络设备的控制平面与底层硬件分离，安装在服务器虚拟机上。这样的虚拟化环境可以支持各种服务软件的部署。

6.基于SDN/NFV和5G

SDN和NFV的关系

NFV（网络功能虚拟化）和SDN（软件定义网络）在网络架构中扮演着互补且相互促进的角色，尽管它们并非彼此必需。NFV旨在通过虚拟化和部署网络功能，可以独立于SDN实现。然而，结合这两种理念可以带来更大的潜在价值。

NFV的目标是利用当前数据中心技术实现网络功能虚拟化，但借鉴了SDN的控制和数据平面分离提议，以增强性能、简化设备兼容性和操作维护流程。

在移动网络中，NFV是主要的网络架构演进方式，有时会引入SDN以提升效率。NFV可以支持SDN，为其提供基础设施，两者都利用通用硬件设备来实现目标。

SDN的核心是网络软件化，提高网络可编程性和易修改性，重构了网络架构；而NFV的核心是将专用硬件设备转变为通用软件设备，共享硬件基础设施，改变了设备的形态而非功能。

基于SDN/NFV的网络结构

5G的服务化网络将网络功能原子化，基于云化架构更灵活地编排，以满足网络业务快速拓展需求。这种灵活性使得可以组合各种可编排的5G网络功能，从而支持灵活的网络切片。运营商依托SDN/NFV技术，逐步实现网络从传统烟囱式向服务化网络的演进。

服务化网络的演进经历了烟囱式网络、云化网络和服务化网络三个阶段。当前移动网络正处于烟囱式网络向云化网络的过渡阶段，利用NFV/SDN技术实现网络资源的动态共享和灵活调配。一旦云化网络建立完成，将启动应用层向服务化网络的转变，实现基于“原子粒度”服务化网元的实例化和全面的生命周期管理功能。这将支持网络按需自由组合各种网元，实现灵活的网络切片服务。