【5G核心网】free5GC AMF源码分析

其他 2020-08-09 10:11:34 阅读次数: 0

free5gc AMF 源码分析

1. AMF 程序初始化以及启动

   1.1 启动 httpcallback 服务

     httpcallback.AddService(router)，实现在 afm/httpcallback 中，URL 以及 handler 如下所示：

Name

Pattern

HandlerFunc

 
Index
 
/
 
Index
 
SmContextStatusNotify
 
/smContextStatus/:guti/:pduSessionId
 
SmContextStatusNotify
 
AmPolicyControlUpdateNotifyUpdate
 
/am-policy/:polAssoId/update
 
AmPolicyControlUpdateNotifyUpdate
 
AmPolicyControlUpdateNotifyTerminate
 
/am-policy/:polAssoId/terminate
 
AmPolicyControlUpdateNotifyTerminate
 
N1MessageNotify
 
/n1-message-notify
 
N1MessageNotify

    1.2 根据配置文件中的服务列表启动服务

       serviceNameList: - namf-comm - namf-evts - namf-mt - namf-loc - namf-oam

for _, serviceName := range factory.AmfConfig.Configuration.ServiceNameList {
	switch models.ServiceName(serviceName) {
	case models.ServiceName_NAMF_COMM:
		communication.AddService(router)
	case models.ServiceName_NAMF_EVTS:
		eventexposure.AddService(router)
	case models.ServiceName_NAMF_MT:
		mt.AddService(router)
	case models.ServiceName_NAMF_LOC:
		location.AddService(router)
	}
}

    1.3 初始化 amf 上下文

     通过配置文件，较简单，amf 监听端口为 29518

	self := context.AMF_Self()
	util.InitAmfContext(self)

	addr := fmt.Sprintf("%s:%d", self.HttpIPv4Address, self.HttpIpv4Port)

    1.4 根据 ngap IP 列表建立 SCTP 服务

      TCP是以字节为单位传输的，SCTP是以数据块为单位传输的

      TCP通常是单路径传输，SCTP可以多路径传输

	for _, ngapAddr := range self.NgapIpList {
		sctpListener = sctp.Server(ngapAddr)
	}

     1.5 核心处理流程

      实现在 amf/handler/hander.go

go handler.Handle()

    1.6 注册到 NRF

      amf id 组成 regionId: 16bits, setId: 10bits, ptrId: 6bits    <AMF Identifier> = <AMF Region ID><AMF Set ID><AMF Pointer>

      调用 NRF Nnrf_NFManagement，注册

// Register to NRF
profile, err := consumer.BuildNFInstance(self)
if err != nil {
	initLog.Error("Build AMF Profile Error")
}

_, self.NfId, _ = consumer.SendRegisterNFInstance(self.NrfUri, self.NfId, profile)

2. RAN 发起的 NGSetupRequest 消息

     NG Setup 流程用来交换 NG-RAN 节点和 AMF 在 NG-C 接口上正确互操作所需的应用程序数据，该程序应是 TNL 关联开始运行后触发的第一个 NGAP 程序。该过程使用 非UE 相关的信令。

    2.1 NGAP 结构体

type NGAPPDU struct {
	Present             int
	InitiatingMessage   *InitiatingMessage
	SuccessfulOutcome   *SuccessfulOutcome
	UnsuccessfulOutcome *UnsuccessfulOutcome
}

    Present 设置为 NGAPPDUPresentInitiatingMessage

扫描二维码关注公众号，回复： 11548654 查看本文章

    2.2 InitiatingMessage 结构体

type InitiatingMessage struct {
	ProcedureCode ProcedureCode
	Criticality   Criticality
	Value         InitiatingMessageValue `aper:"openType,referenceFieldName:ProcedureCode"`
}

    initiatingMessage ProcedureCode 设置为 ProcedureCodeNGSetup  InitiatingMessagePresentNGSetupRequest

    当使用 NG-RAN 时，N2 参数包括所选的 PLMN ID、位置信息和与 Ue 所在小区相关的身份、Ue 上下文请求，该请求指明需要在 NG-RAN 中设置一个包含安全信息的 Ue 上下文 。也包括建立的原因，
    如果可用的话，才提供请求的 NSSAI 映射
    如果 UE 注册类型指明是定期注册更新，则省略 4 - 19 步骤
    如果 UE 包含首选的网络行为

    2.3 AMF 接收 NGSetupRequest 消息

      根据 NGAPPDUPresentInitiatingMessage 和 ProcedureCodeNGSetup 定位到 HandleNGSetupRequest

func HandleNGSetupRequest(ran *context.AmfRan, message *ngapType.NGAPPDU) {
	var globalRANNodeID *ngapType.GlobalRANNodeID
	var rANNodeName *ngapType.RANNodeName
	var supportedTAList *ngapType.SupportedTAList
	var pagingDRX *ngapType.PagingDRX

	var cause ngapType.Cause

    主要是验证信息，如果验证通过则 SendNGSetupResponse，失败则调用 SendNGSetupFailure

    如果成功则发送 NGAPPDUPresentSuccessfulOutcome，类型为 SuccessfulOutcomePresentNGSetupResponse，包括 IE：AMFName，ServedGUAMIList，relativeAMFCapacity，pLMNSupportList

4. PDU 会话建立流程

   4.1 UE 发起的 PDU 会话建立请求 （RAN -> AMF） 

    GetPduSessionEstablishmentRequest 创建 NAS-PDU，填充 NAS 消息中的 SM 消息，设置 SM 头消息类型为 MsgTypePDUSessionEstablishmentRequest，SM 头格式为：

type GsmHeader struct {
	Octet [4]uint8
}

     PDUSessionEstablishmentRequest 结构体

type PDUSessionEstablishmentRequest struct {
	nasType.ExtendedProtocolDiscriminator
	nasType.PDUSessionID
	nasType.PTI
	nasType.PDUSESSIONESTABLISHMENTREQUESTMessageIdentity
	nasType.IntegrityProtectionMaximumDataRate
	*nasType.PDUSessionType
	*nasType.SSCMode
	*nasType.Capability5GSM
	*nasType.MaximumNumberOfSupportedPacketFilters
	*nasType.AlwaysonPDUSessionRequested
	*nasType.SMPDUDNRequestContainer
	*nasType.ExtendedProtocolConfigurationOptions
}

    NAS 消息中的 MM 消息头部类型为 MsgTypeULNASTransport，设置的内容 ULNASTransport，类型为 MsgTypeULNASTransport，PayloadContainerTypeN1SMInfo

    添加 DNN，SNSSAI，PayloadContainer（上面创建的 NAS 携带 SM 消息）

type ULNASTransport struct {
	nasType.ExtendedProtocolDiscriminator
	nasType.SpareHalfOctetAndSecurityHeaderType
	nasType.ULNASTRANSPORTMessageIdentity
	nasType.SpareHalfOctetAndPayloadContainerType
	nasType.PayloadContainer
	*nasType.PduSessionID2Value
	*nasType.OldPDUSessionID
	*nasType.RequestType
	*nasType.SNSSAI
	*nasType.DNN
	*nasType.AdditionalInformation
}

    4.1.1 BuildUplinkNasTransport 函数创建 NGAP 消息

    NGAP 消息了类型为 NGAPPDUPresentInitiatingMessage，数据结构体为 InitiatingMessage，ProcedureCode 设置为 ProcedureCodeUplinkNASTransport，携带 IE 有

    // AMF UE NGAP ID

       ProtocolIEIDAMFUENGAPID     UplinkNASTransportIEsPresentAMFUENGAPID

    // RAN UE NGAP ID

       ProtocolIEIDRANUENGAPID      UplinkNASTransportIEsPresentRANUENGAPID

    // NAS-PDU

        ProtocolIEIDNASPDU                 UplinkNASTransportIEsPresentNASPDU

    // User Location Information

        ProtocolIEIDUserLocationInformation      UplinkNASTransportIEsPresentUserLocationInformation

     UPLINK NAS TRANSPORT

IE/Group Name

Presence

IE type and reference

Criticality

Assigned Criticality

Message Type

M

9.3.1.1

YES

ignore

AMF UE NGAP ID

M

9.3.3.1

YES

reject

RAN UE NGAP ID

M

9.3.3.2

YES

reject

NAS-PDU

M

9.3.3.4

YES

reject

User Location Information

M

9.3.1.16

YES

ignore

   4.2 AMF 收到 RAN 发送的 NGAP UPLINK NAS TRANSPORT 消息

    根据 NGAP 消息类型为 NGAPPDUPresentInitiatingMessage，ProcedureCode 设置为 ProcedureCodeUplinkNASTransport，InitiatingMessagePresentUplinkNASTransport，定位到 HandleUplinkNasTransport

    提取出 IE 包括 AMFUENGAPID RANUENGAPID NASPDU UserLocationInformation

func HandleUplinkNasTransport(ran *context.AmfRan, message *ngapType.NGAPPDU) {

	var aMFUENGAPID *ngapType.AMFUENGAPID
	var rANUENGAPID *ngapType.RANUENGAPID
	var nASPDU *ngapType.NASPDU
	var userLocationInformation *ngapType.UserLocationInformation

    根据 3GPP 接入类型，以及 MM 消息类 MsgTypeULNASTransport，定位到函数  MsgTypeULNASTransport

    提取出 PDU session ID，Snssai，DNN，requestType（ULNASTransportRequestTypeInitialRequest）设置为 RequestType_INITIAL_REQUEST

func HandleULNASTransport(ue *context.AmfUe, anType models.AccessType, procedureCode int64, ulNasTransport *nasMessage.ULNASTransport, securityHeaderType uint8) error {
	logger.GmmLog.Infoln("Handle UL NAS Transport")

	if ue.MacFailed {
		return fmt.Errorf("NAS message integrity check failed")
	}

	switch ulNasTransport.GetPayloadContainerType() {
	case nasMessage.PayloadContainerTypeN1SMInfo:

    在处理 SM 消息根据类型为 MsgTypePDUSessionEstablishmentRequest 根据初始请求设置为：RequestType_INITIAL_REQUEST

func HandlePDUSessionEstablishmentRequest(ue *context.AmfUe, anType models.AccessType, payload []byte, pduSessionID int32, requestType models.RequestType, sNssai *models.Snssai, dnn string) error {
	// TODO Request Type Emergency requset
	var pduSession models.PduSessionContext
	pduSession.PduSessionId = pduSessionID
	pduSession.AccessType = anType
	amfSelf := context.AMF_Self()
	if requestType == models.RequestType_INITIAL_REQUEST {

    如果 UE 未提供 Snssai，则根据 UE 订阅的切片信息选择，如果 DNN 未提供，选择切片默认 DNN

    如果以上情况没有，则使用 UE Allow 切片信息

if sNssai == nil {
	if ue.SmfSelectionData != nil {
		for snssai, sNssaiInfo := range ue.SmfSelectionData.SubscribedSnssaiInfos {
			var err error
			sNssai, err = util.SnssaiHexToModels(snssai)
			if err != nil {
				return err
			}
			if dnn == "" {
				for _, dnnInfo := range sNssaiInfo.DnnInfos {
					if dnnInfo.DefaultDnnIndicator {
						dnn = dnnInfo.Dnn
						break
					}
				}
			}

		}
	}
	if sNssai == nil {
		allowedNssai := ue.AllowedNssai[anType]
		if len(allowedNssai) > 0 {
			sNssai = allowedNssai[0].AllowedSnssai
		} else {
			err := fmt.Errorf("Ue[%s] doesn't have allowedNssai\n", ue.Supi)
			logger.GmmLog.Errorf(err.Error())
			return err
		}
	}

}

       4.2.1 selectSmf 函数

    AMF 根据切片信息，DNN 等为 PDU 会话选择 SMF

    AMF->SMF：  Nnssf_NSSelection_Get 返回了网络切片 ID，AMF 根据 NSI 找到 S-NAASI 选择 SMF

     4.2.2 如果 UE 的会话上下文存在

       则调用 SendUpdateSmContextRequest 向 SMF 发送 Nsmf_PDUSession /sm-contexts/{smContextRef}/modify 请求

// Store PduSessionContext For duplicated PDU Session Id
if smContext, ok := ue.SmContextList[pduSessionID]; ok {
	ue.StoredSmContext[pduSessionID] = &context.StoredSmContext{
		SmfId:             smfID,
		SmfUri:            smfUri,
		PduSessionContext: &pduSession,
		AnType:            anType,
		Payload:           payload,
	}

    4.3 如果 UE 的会话上下文不存在

      BuildCreateSmContextRequest 创建会话上下文请求，其包括：

    - supi

    - UnauthenticatedSupi

    - pei

    - gpsi

    - pdusessionId

    - sNssai

    - DNN

    - servingNfId

    - guami

    - servingNetwork

    - requestType

    - N1Smmsg

    - Antype

    - RatType

    - [ UeLocation ] 

    - SmContextStatusUri

smContextCreateData.Supi = ue.Supi
smContextCreateData.UnauthenticatedSupi = ue.UnauthenticatedSupi
smContextCreateData.Pei = ue.Pei
smContextCreateData.Gpsi = ue.Gpsi
smContextCreateData.PduSessionId = pduSessionContext.PduSessionId
smContextCreateData.SNssai = pduSessionContext.SNssai
smContextCreateData.Dnn = pduSessionContext.Dnn
smContextCreateData.ServingNfId = context.NfId
smContextCreateData.Guami = &context.ServedGuamiList[0]
smContextCreateData.ServingNetwork = context.ServedGuamiList[0].PlmnId

      4.3.1 SendCreateSmContextRequest

      向 SMF 发送 Nsmf_PDUSession /sm-contexts 请求

     4.3.2 SMF 回复 AMF response     

 

5. N1N2MessageTransfer（SMF->AMF）步骤 11

    包裹 N1N2MessageTransfer，设置类型为 EventN1N2MessageTransfer，丢进 channel 进行处理

   HandleN1N2MessageTransferRequest 函数

    由 SMF 向 AMF 发送的 N2 信息 ngap 类型为 NgapIeType_PDU_RES_SETUP_REQ

   5.1 N1 信息类型为 NgapIeType_PDU_RES_SETUP_REQ

case models.NgapIeType_PDU_RES_SETUP_REQ:
	HttpLog.Debugln("AMF Transfer NGAP PDU Resource Setup Req from SMF")
	var nasPdu []byte
	var err error
	if n1Msg != nil {
		pduSessionId := uint8(smInfo.PduSessionId)
		nasPdu, err = gmm_message.BuildDLNASTransport(ue, nasMessage.PayloadContainerTypeN1SMInfo, n1Msg, &pduSessionId, nil, nil, 0)
		if err != nil {
			logger.HttpLog.Errorln(err.Error())
		}
	}

    5.1.1 BuildDLNASTransport 函数

    创建 NAS MM 消息，类型设置为 MsgTypeDLNASTransport，

    5.1.2 AppendPDUSessionResourceSetupListSUReq 函数

    PDUSessionResourceSetupListSUReq 结构填充 PDU 会话 ID，SNSSAI，nasPDU

    5.1.3 SendPDUSessionResourceSetupRequest 函数 N2 PDU Session Request（AMF->RAN） 步骤  12

    为多个 PDU 会话和对应的 Qos 流在 Uu 和 NG-U 分配资源，来给 UE 建立相应的 DRB，这个流程使用 UE 相关的信令，由 AMF 发起 PDU SESSION RESOURCE SETUP REQUEST 消息到 NG-RAN 节点

    BuildPDUSessionResourceSetupRequest 函数实例化 NGAPPDU 对象

    Present 设置为 NGAPPDUPresentInitiatingMessage，填充的为 initiatingMessage，ProcedureCode 设置为 ProcedureCodePDUSessionResourceSetup  InitiatingMessagePresentPDUSessionResourceSetupRequest

type NGAPPDU struct {
	Present             int
	InitiatingMessage   *InitiatingMessage
	SuccessfulOutcome   *SuccessfulOutcome
	UnsuccessfulOutcome *UnsuccessfulOutcome
}

    5.1.3.1 （IE）AMF UE NGAP ID

      ProtocolIEIDAMFUENGAPID -->  PDUSessionResourceSetupRequestIEsPresentAMFUENGAPID

    5.1.3.2 （IE）RAN UE NGAP ID

     ProtocolIEIDRANUENGAPID -->  PDUSessionResourceSetupRequestIEsPresentRANUENGAPID

    5.1.3.3（IE）Ran Paging Priority (optional)

    5.1.3.4（IE）NAS-PDU (optional)

     ProtocolIEIDNASPDU -->  PDUSessionResourceSetupRequestIEsPresentNASPDU

    5.1.3.5（IE）PDU Session Resource Setup Request list

     ProtocolIEIDPDUSessionResourceSetupListSUReq -->  PDUSessionResourceSetupRequestIEsPresentPDUSessionResourceSetupListSUReq

    5.2 N2 PDU Session Response （RAN -> AMF）步骤 14    

      NGAP 消息类型为 NGAPPDUPresentSuccessfulOutcome，填充数据结构为 SuccessfulOutcome，设置为 ProcedureCodePDUSessionResourceSetup，SuccessfulOutcomePresentPDUSessionResourceSetupResponse

      AMF 收到 N2 PDU Session Response 进行处理，定位函数为 HandlePDUSessionResourceSetupResponse，包括更新到 SMF （步骤 15） Nsmf_PDUSession_UpdateSMContextRequest

    NRF 中注册的 AMF 信息：

{
    "_id" : ObjectId("5f1a9c2564d2e538cb1309d7"),
    "nfInstanceId" : "d5a9f0d5-a065-43cb-ad91-65a123351ee4",
    "nfType" : "AMF",
    "nfStatus" : "REGISTERED",
    "plmnList" : [
        {
            "mcc" : "208",
            "mnc" : "93" 
        } ],
    "sNssais" : [
        {
            "sst" : 1,
            "sd" : "010203" 
        },
        {
            "sst" : 1,
            "sd" : "112233" 
        } ],
    "ipv4Addresses" : [
        "amf" ],
    "amfInfo" : {
        "taiList" : [
            {
                "plmnId" : {
                    "mcc" : "208",
                    "mnc" : "93" 
                },
                "tac" : "000001" 
            } ],
        "amfSetId" : "3f8",
        "amfRegionId" : "ca",
        "guamiList" : [
            {
                "plmnId" : {
                    "mcc" : "208",
                    "mnc" : "93" 
                },
                "amfId" : "cafe00" 
            } ] 
    },
    "nfServices" : [
        {
            "ipEndPoints" : [
                {
                    "transport" : "TCP",
                    "port" : 29518,
                    "ipv4Address" : "amf" 
                } ],
            "apiPrefix" : "https://amf:29518",
            "serviceInstanceId" : "0",
            "serviceName" : "namf-comm",
            "versions" : [
                {
                    "apiVersionInUri" : "v1",
                    "apiFullVersion" : "1.0.0" 
                } ],
            "scheme" : "https",
            "nfServiceStatus" : "REGISTERED" 
        },
        {
            "versions" : [
                {
                    "apiVersionInUri" : "v1",
                    "apiFullVersion" : "1.0.0" 
                } ],
            "scheme" : "https",
            "nfServiceStatus" : "REGISTERED",
            "ipEndPoints" : [
                {
                    "ipv4Address" : "amf",
                    "transport" : "TCP",
                    "port" : 29518 
                } ],
            "apiPrefix" : "https://amf:29518",
            "serviceInstanceId" : "1",
            "serviceName" : "namf-evts" 
        },
        {
            "scheme" : "https",
            "nfServiceStatus" : "REGISTERED",
            "ipEndPoints" : [
                {
                    "ipv4Address" : "amf",
                    "transport" : "TCP",
                    "port" : 29518 
                } ],
            "apiPrefix" : "https://amf:29518",
            "serviceInstanceId" : "2",
            "serviceName" : "namf-mt",
            "versions" : [
                {
                    "apiVersionInUri" : "v1",
                    "apiFullVersion" : "1.0.0" 
                } ] 
        },
        {
            "ipEndPoints" : [
                {
                    "ipv4Address" : "amf",
                    "transport" : "TCP",
                    "port" : 29518 
                } ],
            "apiPrefix" : "https://amf:29518",
            "serviceInstanceId" : "3",
            "serviceName" : "namf-loc",
            "versions" : [
                {
                    "apiVersionInUri" : "v1",
                    "apiFullVersion" : "1.0.0" 
                } ],
            "scheme" : "https",
            "nfServiceStatus" : "REGISTERED" 
        } ] 
}
 

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/zhonglinzhang/article/details/107554349
今日推荐
TIOBE 5 月榜单：Fortran “复活”进入 Top 10
GCC 14.1 发布
面壁智能发布 Eurux-8x22B 开源大模型 —— 堪称「理科状元」
开源日报 | 谷歌扶持鸿蒙上位；开源Rabbit R1；Docker加持的安卓手机；微软的焦虑和野心；海尔电器把开放平台关了
中国码农的“35岁魔咒”
蘭雅 CorelDRAW 插件 2024.5.1 国际劳动节版，免费下载
Arc Browser for Windows 1.0 正式 GA
90后程序员开发视频搬运软件、不到一年获利超 700 万，结局很刑！
周排行
Java自定义时间格式
同步整形电路
在开发中最最最常用的字符串的属性大集合
Linux 查看端口占用并杀掉
Java基础四：ArrayList
多线程之死锁就是这么简单
mysql 基础命令集
awk 命令详解
Centos6.3编译安装nginx+php步骤
OCR （Optical Character Recognition，光学字符识别）
每日归档
更多
2024-05-08(42)
2024-05-07(14)
2024-05-06(40)
2024-05-05(0)
2024-05-04(7)
2024-05-03(19)
2024-05-02(0)
2024-05-01(4)
2024-04-30(1)
2024-04-29(40)

代码天地 © 2018 codetd.com

境外服务器   最新电视剧2022