009. SA Subscription Management - UDM

포스팅 한 지 꽤 지난 것 같은데, 일주일밖에 안지났다. 이제 포스팅하는 게 익숙해졌나보다.

이번 포스팅에서 5G Core 과정을 마무리해볼까한다.

 

지난 포스팅에서는 5G SA 데이터 길을 지휘하는 사령관 역할을 하며, 실제로는 UPF가 일을 해서(?) PDU session을 개통한다고 했다. 그렇지만, 데이터의 최종 목적지인 DN까지 가려면 UPF 말고도 더 많은 과정을 거쳐야한다. 그래서 오늘은 유저의 요금제, 서비스 정책 등을 어떻게 할지를 서포트 해주는 PCF, UDM에 대해 알아볼 것이다. 

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사실 PCF(Policy Control Fuction)에 대해서는 자세하게 나와있지 않은데다가 간단하게 짚고만 넘어가도 된다. 그리고 저번 포스팅 때도 언급되긴 했다. 이름 그대로 정책, 룰을 만드는 곳이다. SMF가 UPF에게 '이 유저 패킷은 이렇게 처리해~'라고 지시한다고 했는데, 그 지시의 '원칙과 룰'을 정해주는 중앙통제실로, QoS데이터 속도 제한/과금 방식 등을 최종 승인한다.

 

그럼 빠르게 UDM(Unified Data Managemnet)로 넘어가자. UDM은 우리가 통신사에 가입할 때 등록한 요금제 정보, 부가서비스 신청 내역, 유저의 고유 ID 등의 가입자 DB를 한데 모아 관리하는 곳이다.

참고로, LTE 에서는 그런 역할을 하는게 HSS였다.(SKT 해킹 사태 때 HSS가 털렸다고 들었다..ㅎ) 5G로 넘어오면서 UDM과 AUSF 이 두 개의 독립된 Function으로 쪼개졌다.

• AUSF (Authentication Server Function): 오직 단말의 '보안 및 가입자 인증 프로시저'만 전담
• UDM (Unified Data Management): 인증을 제외한 나머지 모든 프로세스에 필요한 '가입자 데이터 관리'를 총괄

 

그림에서 보면 UDM과 유기적인 관계를 맺고 있는 건 AUSF, AMF, SMF, SMSF(SMS Fuction)이다. 얘네들이 가입자 정보가 필요해지면 UDM에게 데이터를 요청한다.

• AUSF(Authentication 단계): "이 유저 인증해야 하는데, 가입자 인증 키(Key) 값 좀 확인해 줘!"
• AMF(Registration 단계): "이 단말이 지금 우리 동네(TA)에 접속해서 등록하려고 하는데, 정상 가입자 맞아? 어디로 걸어 다니는지 위치 등록(Location Management)도 좀 해줘."
• SMF(PDU Session 단계): "이 유저가 지금 인터넷 통로 뚫어달라는데, 가입한 5G 요금제랑 슬라이싱(NSSAI) 권한 프로필 좀 보내줘!"

 

https://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_Core_UDM.html

5G | ShareTechnote

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이제 다음 과정을 통해 패킷이 DN까지 도착한다.

1. GTP-U 캡슐화 해제 (Decapsulation): 패킷은 기지국에서 UPF까지 이동할 때까지 GTP-U라는 터널링 프로토콜로 싸여있다. 하지만 외부 DN(인터넷)은 GTP-U라는 5G 표준 규격을 알지 못한다. 따라서 UPF는 이를 벗겨내고 pure한 IP 패킷 상태로 만들어 DN으로 던져줍니다.
2. NAT (Network Address Translation) 및 IP 할당: 단말이 PDU 세션을 맺을 때 SMF(혹은 외부 DHCP 서버)로부터 할당받은 IP가 외부 인터넷에서 쓸 수 없는 사설 IP인 경우가 많다. 이때 UPF를 지나 DN으로 나가기 직전, 외부 세상과 통신할 수 있는 공인 IP로 변환해 주는 NAT 장비를 거치게 된다.
3. DNN (Data Network Name) 기반의 라우팅: 단말이 처음에 보낸 요청서에는 DNN(4G의 APN과 같은 개념)이라는 키워드가 적혀있다. (예를 들어 ims, internet). UPF는 이 DNN 값을 보고 "아, 이 패킷은 유튜브용이니까 일반 인터넷 DN(고속도로 A)으로 보내고, 이 패킷은 통화용이니까 IMS DN(고속도로 B)으로 라우팅해야겠구나!" 하고 정확한 게이트웨이를 찾는다.