NR 5G SBA架构

5G 核心网的SBA架构

SBA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如下图：

相对于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，优势在于：
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（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。

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

1、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。
2、每个服务可以通过轻量级服务接口直接与其他服务交互。
3、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

（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。
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。
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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