今回はNSSAI値によるUPF Selectionを試してみる。想定としては、SST=1の時はUPF1経由（60.60.0.0/24払い出し）、SST=2の時にはUPF2経由(60.70.0.0/24払い出し)での外部との疎通が可能となる感じ。
前回との構築差分としては下記。
・2台目UPF用VM作成(upf.yaml作成含む)
・smf.yaml編集(2台目UPFの設定追加)
・ue.yaml編集(NSSAI変更)
環境
- HW
- MacbookPro(2020)
- OS : Monterey(12.1)
- CPU : 2GHz クアッドコアIntel Core i5
- Memory : 16GB
- MacbookPro(2020)
- SW
- VirtualBox 6.1.32
- Ubuntu 18.04 (5.4.0-87-generic)
- free5gc 3.0.6
- UERANSIM 3.25
- VirtualBox 6.1.32
- 構成
構築
1. 2台目UPF構築
前回と同様にVMを複製して作成。UPF用のVMを複製して構成に合わせる形で適宜アドレス等変更を実施。
2台目UPF用としてupf.yamlを下記のように変更。
・pfcp: をVMのenp0s9アドレスに変更
・cidr: 払い出すIPアドレスをupf2用に変更
root@upf2:~/free5gc/config# diff -u upfcfg.yaml.org upfcfg.yaml
--- upfcfg.yaml.org 2022-02-06 09:25:18.249000000 -0500
+++ upfcfg.yaml 2022-02-09 23:51:40.617002331 -0500
@@ -15,12 +15,12 @@
# The IP list of the N4 interface on this UPF (Can't set to 0.0.0.0)
pfcp:
- - addr: 127.0.0.8
+ - addr: 192.168.100.201
# The IP list of the N3/N9 interfaces on this UPF
# If there are multiple connection, set addr to 0.0.0.0 or list all the addresses
gtpu:
- - addr: 127.0.0.8
+ - addr: 0.0.0.0
# [optional] gtpu.name
# - name: upf.5gc.nctu.me
# [optional] gtpu.ifname
@@ -29,6 +29,6 @@
# The DNN list supported by UPF
dnn_list:
- dnn: internet # Data Network Name
- cidr: 60.60.0.0/24 # Classless Inter-Domain Routing for assigned IPv4 pool of UE
+ cidr: 60.70.0.0/24 # Classless Inter-Domain Routing for assigned IPv4 pool of UE
# [optional] dnn_list[*].natifname
# natifname: eth0
2.SMF設定変更
1つのSMFに二つUPFを紐づける設定変更を実施する。下記差分は前回のsmf.yamlとのdiff
・snssaiInfos:にsst=2/sd=010203分を追加
・userplane_information:のUPF記載をUPF1/UPF2それぞれ分に変更
・links:のgNB1/UPF記載をgNB1/UPF1, gNB1/UPF2に変更
・ulcl:をfalseで記載
root@f5g:~/free5gc/config# diff -u smfcfg.yaml.org smfcfg.yaml
--- smfcfg.yaml.org 2022-02-09 23:38:54.898997260 -0500
+++ smfcfg.yaml 2022-02-10 04:26:34.020002516 -0500
@@ -31,6 +31,13 @@
- dnn: internet # Data Network Name
dns: # the IP address of DNS
ipv4: 8.8.8.8
+ - sNssai:
+ sst: 2
+ sd: 010203
+ dnnInfos:
+ - dnn: internet
+ dns:
+ ipv4: 8.8.8.8
plmnList: # the list of PLMN IDs that this SMF belongs to (optional, remove this key when unnecessary)
- mcc: "208" # Mobile Country Code (3 digits string, digit: 0~9)
mnc: "93" # Mobile Network Code (2 or 3 digits string, digit: 0~9)
@@ -40,7 +47,7 @@
up_nodes: # information of userplane node (AN or UPF)
gNB1: # the name of the node
type: AN # the type of the node (AN or UPF)
- UPF: # the name of the node
+ UPF1: # the name of the node
type: UPF # the type of the node (AN or UPF)
node_id: 192.168.100.200 # the IP/FQDN of N4 interface on this UPF (PFCP)
sNssaiUpfInfos: # S-NSSAI information list for this UPF
@@ -51,6 +58,22 @@
- dnn: internet
pools:
- cidr: 60.60.0.0/16
+ interfaces: # Interface list for this UPF
+ - interfaceType: N3 # the type of the interface (N3 or N9)
+ endpoints: # the IP address of this N3/N9 interface on this UPF
+ - 192.168.100.200
+ networkInstance: internet # Data Network Name (DNN)
+ UPF2:
+ type: UPF
+ node_id: 192.168.100.201
+ sNssaiUpfInfos:
+ - sNssai:
+ sst: 2
+ sd: 010203
+ dnnUpfInfoList:
+ - dnn: internet
+ pools:
+ - cidr: 60.70.0.0/16
- sNssai: # S-NSSAI (Single Network Slice Selection Assistance Information)
sst: 1 # Slice/Service Type (uinteger, range: 0~255)
sd: 112233 # Slice Differentiator (3 bytes hex string, range: 000000~FFFFFF)
@@ -58,16 +81,19 @@
- dnn: internet
pools:
- cidr: 60.61.0.0/16
- interfaces: # Interface list for this UPF
- - interfaceType: N3 # the type of the interface (N3 or N9)
- endpoints: # the IP address of this N3/N9 interface on this UPF
- - 192.168.100.200
- networkInstance: internet # Data Network Name (DNN)
+ interfaces:
+ - interfaceType: N3
+ endpoints:
+ - 192.168.100.201
+ networkInstance: internet
links: # the topology graph of userplane, A and B represent the two nodes of each link
- A: gNB1
- B: UPF
+ B: UPF1
+ - A: gNB1
+ B: UPF2
nrfUri: http://127.0.0.10:8000 # a valid URI of NRF
locality: area1 # Name of the location where a set of AMF, SMF and UPFs are located
+ ulcl: false
# the kind of log output
# debugLevel: how detailed to output, value: trace, debug, info, warn, error, fatal, panic
2台のUPFとコアを起動させ、2台のUPF上で「[PFCP] Association Setup Response」が表示されていれば、1台のSMFに対して2台にUPFが接続されている状態となる。
3.加入者情報変更
webconsole上から既に登録済みのSUPIに対してS-NSSAIとしてSST=2/SD=010203を追加
4. UEファイル変更
UERANSIMのfree5gc-ue.yamlファイルのNSSAIの値を変更
・sessions: sliceのsstを0x02に変更
・configured-nssai: のsstを0x02に変更
※NSSAIのCongigured NSSAIとかDefault-NSSAIとか辺りは全く理解できてないのでどこかでまとめて整理
root@ueran:~/UERANSIM/config# diff -u free5gc-ue.yaml free5gc-ue2.yaml
--- free5gc-ue.yaml 2022-02-06 08:28:12.943660003 -0500
+++ free5gc-ue2.yaml 2022-02-10 02:16:48.987000000 -0500
@@ -41,12 +41,12 @@
- type: 'IPv4'
apn: 'internet'
slice:
- sst: 0x01
+ sst: 0x02
sd: 0x010203
# Configured NSSAI for this UE by HPLMN
configured-nssai:
- - sst: 0x01
+ - sst: 0x02
sd: 0x010203
# Default Configured NSSAI for this UE
root@ueran:~/UERANSIM/config#
これで、SST=1の時には60.60.0.0/24からアドレスが払い出され、upf1経由で通信が行われる。
SST=2の時には60.70.0.0/24からアドレスが払い出され、upf2経由で通信が行われる。
確認
まずは払い出しアドレス確認
root@ueran:~# ip a
### 省略 ###
5: uesimtun0: <POINTOPOINT,PROMISC,NOTRAILERS,UP,LOWER_UP> mtu 1400 qdisc fq_codel state UNKNOWN group default qlen 500
link/none
inet 60.70.0.1/32 scope global uesimtun0
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::57f2:1c61:98e6:c501/64 scope link stable-privacy
valid_lft forever preferred_lft forever
前回は60.60.0.1/32が払い出されていたが、今回は60.70.0.1/32が払い出されている。
ping結果
root@ueran:~/UERANSIM/config# ping 8.8.8.8 -I uesimtun0
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) from 60.70.0.1 uesimtun0: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=61 time=180 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=61 time=241 ms
問題なし。パケットでも確認。
outer-headerのIP src:192.168.100.10はRAN側VM、dst:192.168.100.201はUPF2
inner-headerのIP src:60.70.0.1はUE払い出しアドレス
ついでなのでngapパケットも確認
TranportLayerAddressにupf2のN3アドレスが格納されている。
これまたついでだが、このときにgtp-TEIDも通知される。このTEIDによってC-Plane通信とU-plane通信が紐づく。
今回は0000003であり、pingのgtpヘッダ上のTEIDもちゃんと0000003である。
※再接続したので払い出されたIPアドレスは変わっている。
次回の予定はSMF Selection。