5G核心网中的数据管理

今天，我们来说说5G核心网中的数据管理相关的内容。

数据管理，说白了就是人类的大脑，存储着人在生存期间的所有信息。数据管理、数据库都是从人类大脑不断发展而来的，是因为随着人类的进化和人的成长，人类大脑需要记录的东西越来越多，时间长了，脑容量有限，很多东西靠人是根本记不住的。于是原始人类发明了结绳记事，然后有发明了文字，再然后的然后……，有了数据库和数据库管理。

在4G时代，核心网的数据库记录的东西已经很多了，终端的签约数据是整个网络中最最重要的东西，有点像户籍系统中的身份证信息，这个身份证信息可不仅仅是身份证号码、姓名、年龄等，他还包括很多具体的内容。这些信息记录在Home Subscriber Server（HSS）中。

这些信息都非常非常重要，如果在HSS数据库中的数据丢失，那么所有终端都会无法接入到网络中，这个影响是及其巨大的，全网掉线啊，多么可怕的事故。貌似几年前因为临时工的不规范操作，发生过一次，全网都掉线了。

好了，过去的事儿就不再说了，下面说说我们的5G核心网数据管理，他比4G核心网的数据管理又有了那些进步呢。

首先，我们看一下4G和5G的数据管理包括的网元。

4G：HSS

5G：UDM、UDR、UDSF

看出来了么，原来一个HSS就搞定的事情，现在需要四个NF来做了，为什么会是这样呢？继续往下读，慢慢找寻答案。

先回忆一下，

UDSF（Unstructured Data Storage Function) 非结构化数据存储功能。
UDR（Unified Data Repository) 统一数据存储
UDM（Unified Data Management) 统一数据管理

然后开始记笔记：

（一） 数据存储架构

1、什么是非结构化数据？什么是结构化数据？

（1）从百度百科上查到的定义是：“结构化数据也称作行数据，是由二维表结构来逻辑表达和实现的数据，严格地遵循数据格式与长度规范，主要通过关系型数据库进行存储和管理。与结构化数据相对应的是非结构化数据。非结构化数据是数据结构不规则或不完整，没有预定义的数据模型，不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据。”

（2）在23.401标准中注释的定义是“本规范中的结构化数据是指在3GPP 规范中为其定义结构的数据。非结构化数据是指未在3GPP规范中定义其结构的数据”

（3）两个定义结合着看，大概就能知道非结构化数据和结构化数据的意义了。

2、UDSF非结构化数据存储功能

（1）用来存储非结构化数据

（2）5G系统架构允许任何NF在UDSF中存储和检索其非结构化数据（例如UE上下文）。

（3）UDSF属于网络功能所在的同一PLMN。

（4）CP NF可以共享存储他们各自非结构化数据的同一个UDSF，或者每个CP NF可以拥有它们自己的UDSF（例如，UDSF可以位于相应的NF附近）。

适用于任何NF的非结构化数据存储结构

3、UDR统一数据存储

（1）5G系统架构允许UDM，PCF和NEF在UDR中存储数据

（2）用于存储以下数据：

· UDM的签约信息，
· PCF的策略信息，
· 用于开放的结构化数据和NEF的应用数据。

（3）UDR在每个PLMN内部署。UDR可以为同一个PLMN中的UDM、PCF、NEF提供服务。

（4）一个PLMN中可以部署多个UDR，每个UDR可以包含不同的数据集或子集（例如，签约数据，签约策略数据，可开放的数据，应用数据）和/或服务于不同的NF集合。

（5）若UDR为单个NF提供服务并存储其数据，则可以与此NF集成。

（6）每个NF使用Nudr接口，应能够仅添加，修改，更新或删除其有权更改的数据。 UDR基于UE、数据集和NF，对数据进行授权。

（7）以下UDR存储并提供给NF使用的数据必须被标准化

· 签约数据

· 策略数据

· 用于开放的结构化数据

· 应用数据：用于应用检测的分组流描述（PFD），应用为多个UE请求的信息

· 基于服务的Nudr接口定义数据的内容和格式/编码

（8）NF可以从UDR访问运营商特定的数据集，也可访问每个数据集的运营商特定数据。运营商特定数据和运营商特定数据集的内容和格式/编码不受标准化的约束。

（二）
UDM（Unified Data Management）

1、 UDM支持的功能

统一数据管理（UDM）支持以下功能：

· 生成3GPP AKA认证凭证；
· 用户标识处理（例如，存储和管理5G系统中每个签约用户的SUPI）；
· 支持解析加密的签约标识符（SUCI）；
· 基于签约数据的访问授权（例如，漫游限制）；
· 服务于UE的NF的注册管理（例如，存储为UE服务的AMF，存储为UE的PDU会话服务的SMF）；
· 支持业务/会话连续性；例如：通过保持为正在进行的会话分配的SMF／DNN；
· 支持被叫SMS消息传输；
· 合法侦听功能；
· 签约管理；
· 短信管理；
· 5GLAN组管理；
· 支持外部参数设置；
为支持以上功能，UDM可使用存储在UDR中的签约数据，这时UDM不需要在内部存储用户数据，即可实现应用逻辑， 几个不同的UDM可以在不同的场景下中为同一个用户提供服务。

2、 UDM提供的服务

（三） UDR（Unified Data Repository)

1、 UDR支持的功能：

统一数据存储（UDR）支持以下功能：
· 支持由UDM存储和检索签约数据；
· 支持PCF存储和检索策略数据；
· 支持NEF存储和检索用于能力开放的结构化数据；
· 应用数据（包括PFD，用于应用检测，和多UE应用请求信息）。
· 支持存储和检索与NF组ID相对应的用户标识符。（例如：IMPI、IMPU、SUPI）。
· UDR位于与NF服务使用者相同的PLMN中，NF服务使用者通过Nudr接口存储或检索数据。Nudr是一个PLMN内部接口。
· 部署时，UDR和USDF可以共同部署。

2、 UDR提供的服务

（四）UDSF （Unstructured Data Storage Function）

1、 UDSF支持的功能

UDSF是一个可选功能，支持以下功能：

• 作为非结构化数据的信息，可由任何NF存储和检索。

• 部署时，UDR和USDF可以共同部署。

2、 UDSF提供的服务