O-RAN专题系列-35:管理面-WG4.MP.V07-规范解读-第2章-总体架构

2023-11-11

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第2章 高层的总体描述

2.1 顶层功能描述

2.1.1 前传接口总体功能切分的架构

2.1.2 前传接口M面的模型

2.1.3 传输层

2.1.4 M面的主要功能描述

2.2 前传接口协议栈

2.3 NETCONF/YANG模型

2.4 security安全


第2章 高层的总体描述

2.1 顶层功能描述

备注:之所以采用O-RU充当 NetConf server,网关充当Client,这是因为在这个系统中,O-RU有可能被多个不同的网管中心进行管理,且网管中心的IP地址有可能是经常变化的,不确定的。

如可以通过任意一台PC机就可以发起多O-RU的设备管理与配置。

ORAN与原先网络架构的区别在与ORAN没有一个集中式的网管中心,O-RAN支持分布式的NMS App对O-RU进行管理!!!! 

因此, O-RU必须充当Server的角色。

2.1.1 前传接口总体功能切分的架构

前传接口的功能切分分为横向切分与纵向切分:

横向切分:前传接口位于O-RU和O-DU、SMO、NMS之间。

纵向切分:U/C/S/M面

2.1.2 前传接口M面的模型

O-RAN支持两种管理架构:

(1)Hierarchical model:分层模型

在这种模型中,对O-RU的管理,完全遵循等级与分层架构,O-RU是O-DU的下属,网管负责直接管理O-DU,O-DU再负责对O-RU进行管理,网管和O-RU之间没有物理的连接,也没有逻辑的连接。

在这种模式下,O-RU可以被多个O-DU管理(冗余管理模式),但不能被任何SMO进行直接管理。

O-RU和O-DU之间传递的是Netconf/Yang管理消息,遵循O-RAN的消息交互流程。

O-DU与SMO之间不是前传接口,因此不需要遵循前传接口的规范,但需要遵循O-RAN的接口规范。

(2)Hybrid model:混合模型

这种模式是在分层模型的基础之上,增加网管SMO/NMS对O-RU的直接管理/管辖,SMO可以绕过O-DU,直接与O-RU建立逻辑连接,当然,物理上,SMO/NMS与O-RU可以直接连接,也可以通过O-DU进行路由,也可以通过O-DU的NAT地址转换协议进行中转。

在混合模型中,SMO/NMS和O-DU对O-RU的管理是对等的,并行的,  在O-RAN架构中,他们都是Netconf client,O-RU是Netconf server,他们都会与Netconf server建立逻辑连接。

混合模型是站在系统的角度来看的,它看到的是:所有负责OAM管理职责的网元组成的网络架构。

站在O-RU的角度来看,O-RU其实并不知道负责网管的网元组成的是混合模型还是由多O-DU管辖组成的分层模型。O-RU只需要支持多Client,多netconf session的并行管理即可。

2.1.3 传输层

实际上,O-RAN对O-RU与其管理单元(SMO/NMS/O-DU)之间点对点连接的传输并没有进行限制。物理上,可以是直接相连、也可以是通过中间的路由器相连,也可以通过普通的路由器,甚至可以通过NAT进行转换。在IP层,可以是IPV4,也可以是IPV6, 也可是双协议栈。

注意,在本规范的早期版本中,只有IPv4是强制性的。为了确保与支持本规范早期版本的设备向后兼容,运营商和供应商可同意在O-RU、O-DU和任何其他O-RU控制器中使用通用IP版本。

M面数据的承载协议:

  • O-RU与SMO/ODU:Netconf/Yang协议.
  • O-RU与NMS: 可以是传统Restful 

2.1.4 M面的主要功能描述

(1)启动流程:“start up” installation,

启动流程,涉及到O-RU如何与O-RU的管理实体建立管理连接,以便管理网元后续能够对O-RU设备进行管理。也就说说,O-RU如何获取到与管理实体建立连接的参数,然后触发连接的建立。

        第1步:O-RU NetConf server自身IP地址的获取

  • 静态预先配置
  • 动态DHCP获取

        第2步:获取O-RU远程controller(O-DU或NMS或SMO event collector)的IP地址

  • 通过DHCP获取(vendor选项)

        第3步:与controller建立连接O-RAN连接

  • NMS:O-RU通过“call home”功能,主动与controller建立O-RAN Netconf连接。
  • SMO Event collector:O-RU通过pnfRegistration先向SMO Event collector注册,
  • SMO/O-DU NetConf Client:通过pnfRegistration注册流程中获取的信息,与O-RU Netconf server建立Netconf连接。
  • 在NetConf连接建立过程中,通过NETCONF Hello交换双方的能力

(2)SWM流程: software management, 软件管理

连接成功后,就要解决如何升级软件的问题,软件管理分为4个子步骤,每个过程都是有Netconf controller控制。

步骤1:software download:

O-RU在NetConfig client的指示下,通过ssh/sFTP把所需要的软件下载到O-RU中 。

步骤2:software installation:

O-RU在NetConfig client的指示下,先解压软件包,然后把软件安装到passive分区。

步骤3:software validation:

安装后的软件包进行合法性、完整性等检查。

步骤4:software activation:

软件激活是指把系统切换到安装在passive分区中的新的软件,因此这个过程通常需要设置底层标志和重启系统来完成。

(3)CM流程: configuration management,配置管理

软件升级后,就需要进行业务相关的配置管理了,配置包括

  • Retrieve读配置参数:NETCONF get-config
  • Modify写/修改配置参数:edit-config RPCs

至于参数的内容,包括两大类:

  •  Resource State:状态、控制信息
  •  Parameters:CM配置参数

(4)PM流程: performance management,性能管理/监控

设备配置成功后,设备进入运行状态,此时就需要对设备的状态进行性能监控了。

性能管理通过两种方式收集信息:

  • 测量(measure)
  • 计数(conter)

性能数据通过两种方式上报:

  • O-RU事件上报 + O-RAN client get rpc
  • 通过文件管理的文件上传来完成数据的上报

(5)FM流程: fault management,故障管理/故障监控

设备配置成功后,除了监控工作性能外,还需要对设备记性故障监控

  • O-RU通过Alarm notifications主动上报故障。
  • 运行使能和禁止特定故障的上报。

(6)file management流程:文件管理

是指如何在网管与设备之间传送和管理文件。

  • 文件传输的方向:上传与下载。
  • 文件上传的触发:NetConf Client。
  • 文件传输的协议:SSH/sFTP,  FTPES。
  • 文件传输的内容:log文件,软件文件。

2.2 前传接口协议栈

该协议栈位于O-RU与O-RU controllere之间。

三种类型:

  • NETCONF CM (ORAN管理)
  • NETCONF Notification(ORAN监控网管)
  • JSON/REST notificaiton(非ORAN监控网管)

2.3 NETCONF/YANG模型

NETCONF/YANG用于前传接口承载管理数据。

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NetCONF:通过xml传输层管理数据

YANG模型:规范管理数据的格式

2.4 security安全

在O-RAN体系中,O-RU从O-DU中独立出来,变成了一个可以直接受网管控制的网元,即O-RU需要提供对外的可见的IP地址,因此,在O-RAN中,对O-RU的安全提出了更高的要求。

M面的所有传输层协议的连接,必须是安全连接,并通过SSH V2(必选)或TLS1.2(可选)进行安全控制。

(1)SSH(V2.0)

  • SSH/NetCONF/YANG :O-RU是SSH server,O-RAN collector是SSH client
  • SSH/sFTP:O-RU是SSH sFTP client,O-RAN collector是sFTP server

(2)TLS(V1.2 option, V1.0, V1.1不在支持)

  • TLS/NetCONF/YANG
  • TLS/FTPES

(3)HTTPs

  • HTTPS/JSON/REST

至于协议的选择和认证方式是有运营商来决定的。

 认证方式:

  • 证书认证
  • password认证

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