5G核心网相比于4G及之前的核心网架构可以说是翻天覆地的改变，为了实现灵活的部署和扩展，由我国中国移动5G专家在3GPP标准上提出SBA（Service Based Architecture，基于服务的架构）架构，以NF（Network Function，网络功能）服务方式进行分布式部署。5G核心网采用的新技术、新架构方案是为满足未来5G三大应用场景eMBB(增强移动宽带)、URLLC(低时延高可靠)以及mMTC(海量大连接)而提出，通过灵活的部署方式和扩展提供高带宽、低时延、高可靠和海量大连接的能力。
5G核心网（图 1黑色虚线部分）设计之初就采用SBA架构，即网络功能服务+基于服务的接口。网络功能可由多个模块化的“网络功能服务NF”组成，并通过“基于服务的接口”来展现其功能。为了摆脱之前网络架构部署的局限性，提出CUPS（Control and User Plane Separation）架构思想，即控制面（紫色虚线）与用户面（绿色虚线）分离。目的是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁，使其既可灵活部署于核心网（中心数据中心），也可部署于接入网（边缘数据中心），最终实现可分布式部署。
5G核心网控制面由NSSF、AUSF、UDM、AMF、SMF、PCF和AF服务构成，它们之间服务由http接口方式实现。
AMF：接入和移动性管理功能。分别与UE、（R）AN之间实现N1和N2接口的交互。负责注册、接入、移动性、鉴权、透传短信等功能。
NSSF：网络切片选择功能。负责对UE的网络应用业务进行网络切片管理。
AUSF：鉴权服务功能。持3GPP接入的鉴权和untrusted non3GPP接入的鉴权。
UDM：统一数据管理。负责的主要功能有：产生3GPP鉴权证书/鉴权参数；存储和管理5G系统的永久性用户ID(SUPI)；订阅信息管理；MT-SMS递交；SMS管理；用户的服务网元注册管理。
SMF：会话管理功能。SMF的主要功能包括：会话(session)的建立、修改、释放； UE IP的分配管理；DHCP功能；ARP代理或IPv6邻居请求代理；为一个会话选择和控制UPF；计费数据的收集以及支持计费接口；决定一个会话的SSC模式；下行数据指示等。
PCF：策略控制功能。统一的策略框架去管理网络行为，提供策略规则给网络实体去实施执行。
AF：应用功能，指应用层的各种服务，可以是运营商内部的应用如Volte AF(类似4G的Volte As）、也可以是第三方的AF（如移动端视频服务器、游戏服务器）。
5G核心网用户面由UPF（用户面功能）构成，可以包括一个或多个UPF，提供用户数据包的路由和转发、与外部数据网DN的数据交互、用户平面的QoS处理、流控规则实施（例如门控、重定向、流量转向）等。对外部分别暴露N3（GTP-U）、N4（PFCP）、N6、N9（GTP-U）接口对接(R)AN（比如基站等）、SMF、DN（数据网络，比如：运营商服务，因特网接入或第三方服务等）和其它UPF。
控制面协议栈主要是指(R)AN和AMF之间的N2接口协议，三层以下为以太网报文，传输层为SCTP协议，最上层为NG-AP消息。
在UE相关控制面协议栈中，在(R)AN会将UE的NAS-MM消息承载在N2接口最上层转发到AMF进行终结；非UEUE相关控制面协议栈中，还会承载NAS-SM，在AMF终结NAS-MM，SMF终结NAS-SM。
用户面协议栈主要是指N3和N9接口，分别是(R)AN和UPF之间，多个UPF之间的消息接口。基于UDP协议的GTP-U隧道封装，用来承载用户数据转发。
控制面内部各个服务以微服务方式进行部署，采用HTTP2协议为接口，采用服务注册、发现、生产、消费方式运行。整个系统内部可按需进行部署来满足各种5G应用。
5G核心网相对于以前的网络架构完全是翻天覆地，将时下流行的微服务、SDN、NFV、分布式等新兴技术应用于一身。新架构、新技术的方案决定了5G核心网可按需灵活部署和扩展，满足未来各种高带宽、低时延、大连接的网络应用。
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