# 5gc-testbed

**Repository Path**: router_gao/5gc-testbed

## Basic Information

- **Project Name**: 5gc-testbed
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Python
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-08-04
- **Last Updated**: 2025-08-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 5GC 测试平台

这是一个基于4台Ubuntu虚拟机的5G核心网(5GC)测试平台，使用Open5GS和UERANSIM软件实现完整的5G网络功能。

## 架构概览

```
VM1 (192.168.1.206) - Open5GS 核心网功能
├── AMF (接入和移动性管理功能)
├── SMF (会话管理功能)
├── UDM (统一数据管理)
├── UDR (统一数据存储)
├── PCF (策略控制功能)
└── NRF (网络存储库功能)

VM2 (192.168.1.219) - Open5GS UPF (用户面功能)

VM3 (192.168.1.221) - UERANSIM gNodeB

VM4 (192.168.1.205) - UERANSIM UE
```

## 网络拓扑

- **VM1**: 192.168.1.206 - 5GC核心网功能 (AMF, SMF, UDM, UDR, PCF, NRF)
- **VM2**: 192.168.1.219 - 用户面功能 (UPF)
- **VM3**: 192.168.1.221 - 无线接入网 (gNodeB)
- **VM4**: 192.168.1.205 - 用户设备 (UE)

## 快速开始

### 1. 环境准备
```bash
# 确保所有VM可访问
ssh ubuntu@vm1 "echo 'VM1 connected'"
ssh ubuntu@vm2 "echo 'VM2 connected'"
ssh ubuntu@vm3 "echo 'VM3 connected'"
ssh ubuntu@vm4 "echo 'VM4 connected'"
```

### 2. 启动5GC平台
```bash
# 使用自动化启动脚本
./scripts/startup-5gc.sh

# 或手动启动各组件
# VM1 - 核心网功能
ssh ubuntu@vm1 "sudo systemctl start open5gs-*"

# VM2 - UPF
ssh ubuntu@vm2 "sudo systemctl start open5gs-upfd"

# VM3 - gNodeB
ssh ubuntu@vm3 "cd ~/UERANSIM && nohup ./build/nr-gnb -c config/gnb.yaml > gnb.log 2>&1 &"

# VM4 - UE
ssh ubuntu@vm4 "cd ~/UERANSIM && nohup ./build/nr-ue -c config/ue.yaml > ue.log 2>&1 &"
```

### 3. 验证连接
```bash
# 运行健康检查
./scripts/health-check.sh

# 检查UE注册状态
ssh ubuntu@vm4 "tail -10 ~/UERANSIM/ue.log | grep 'Registration'"
```

## 配置说明

### IP地址配置
所有配置文件中的IP地址都已添加清晰注释，便于理解：

- **VM1 (192.168.1.206)**: 5GC核心网功能
- **VM2 (192.168.1.219)**: 用户面功能
- **VM3 (192.168.1.221)**: gNodeB
- **VM4 (192.168.1.205)**: UE

### 关键配置修复
1. **端口冲突解决**: AMF使用7778端口，SMF使用7777端口
2. **PFCP关联**: SMF和UPF正确配置连接
3. **切片配置**: 简化为SST=1，移除SD字段
4. **UE认证**: 完整配置所有必需字段

## 文档

### 测试平台设置
- [5GC测试平台架构](docs/testbed-setup/5gc-testbed-architecture.md) - 完整的测试平台架构图和组件关系
- [网络配置指南](docs/testbed-setup/network-config.md) - 网络拓扑和连接配置
- [组件配置指南](docs/testbed-setup/component-config.md) - 各组件详细配置说明
- [启动指南](docs/testbed-setup/startup-guide.md) - 启动步骤和验证方法
- [SSH设置指南](docs/testbed-setup/ssh-setup-guide.md) - SSH密钥认证设置
- [UERANSIM安装指南](docs/testbed-setup/ueransim-installation-guide.md) - UERANSIM软件安装

### 故障排除
- [故障排除指南](docs/troubleshooting/troubleshooting.md) - 常见问题解决方案
- [VM1故障排除](docs/troubleshooting/troubleshooting-vm1.md) - 核心网功能故障排除
- [VM2故障排除](docs/troubleshooting/troubleshooting-vm2.md) - UPF故障排除
- [VM3故障排除](docs/troubleshooting/troubleshooting-vm3.md) - gNodeB故障排除
- [VM4故障排除](docs/troubleshooting/troubleshooting-vm4.md) - UE故障排除

### 5GC接口分析
- [5GC接口文档](docs/5gc-interfaces/README.md) - 5GC接口详细说明和捕获分析
- [接口数据包捕获](docs/5gc-interfaces/captures/) - 控制面和用户面数据包文件

### 5GC流程文档
- [5GC流程概述](docs/5gc-procedures/README.md) - 5G核心网流程总览
- [英文版流程文档](docs/5gc-procedures/english-version/) - 英文版5G流程详细说明
- [中文版流程文档](docs/5gc-procedures/chinese-version/) - 中文版5G流程详细说明

## 脚本工具

- `scripts/startup-5gc.sh` - 自动化启动脚本
- `scripts/shutdown-5gc.sh` - 自动化关闭脚本
- `scripts/health-check.sh` - 健康检查脚本
- `scripts/copy-ueransim-configs.sh` - 配置文件部署脚本
- `tests/run-all-tests.sh` - 端到端测试脚本

## 配置模板

配置文件位于 `config/` 目录：

- `amf-vm1.yaml` - AMF配置 (VM1)
- `smf-vm1.yaml` - SMF配置 (VM1)
- `upf-vm2.yaml` - UPF配置 (VM2)
- `gnb-vm3.yaml` - gNodeB配置 (VM3)
- `ue-vm4.yaml` - UE配置 (VM4)

## 当前状态

✅ **已完成功能**:
- 5GC核心网功能正常运行
- gNodeB与AMF成功连接
- UE成功注册并建立PDU会话
- 端到端数据路径完整
- 所有配置文件已更新并添加IP地址注释
- 完整的5GC接口数据包捕获 (N1, N2, N3, N4, SBI, N6)
- 控制面和用户面流量分析

## 限制说明

### 未实现的5GC接口
由于当前测试平台架构限制，以下5GC接口**无法捕获**：

#### ❌ **N12接口 (AMF ↔ AUSF)**
- **协议**: HTTP/2 (SBI)
- **用途**: 认证和授权
- **缺失原因**: AUSF (认证服务器功能) 未部署
- **影响**: 无法捕获完整的认证流程

#### ❌ **N13接口 (UDM ↔ AUSF)**
- **协议**: HTTP/2 (SBI)
- **用途**: 认证用订阅者数据检索
- **缺失原因**: AUSF未部署
- **影响**: 无法捕获认证相关的订阅者数据交互

### 当前测试平台组件
✅ **已部署组件**:
- AMF, SMF, UDM, UDR, PCF, NRF (VM1)
- UPF (VM2)
- gNodeB (VM3)
- UE (VM4)

❌ **缺失组件**:
- AUSF (认证服务器功能)
- SEAF (安全锚点功能)

### 可捕获的SBI接口
当前测试平台可以捕获以下SBI接口:
- **N8** (AMF ↔ UDM) - 订阅数据
- **N10** (SMF ↔ UDM) - 订阅数据
- **N11** (AMF ↔ SMF) - 会话管理
- **N7** (SMF ↔ PCF) - 策略控制
- **N15** (AMF ↔ PCF) - 策略控制
- **N27** (UDM ↔ UDR) - 数据管理

### 扩展建议
如需捕获N12/N13接口，需要:
1. 在VM1或新VM上部署AUSF
2. 在Open5GS中配置认证功能
3. 更新UE配置以使用AUSF认证

## 故障排除

### 常见问题
1. **服务启动失败**: 检查配置文件语法和端口占用
2. **网络连接问题**: 验证IP地址和防火墙设置
3. **UE注册失败**: 确认UE已在Open5GS数据库中注册
4. **PDU会话建立失败**: 检查SMF-UPF PFCP关联

### 快速诊断
```bash
# 检查所有服务状态
./scripts/health-check.sh

# 检查网络连接
ssh ubuntu@vm1 "ping -c 3 192.168.1.219"
ssh ubuntu@vm3 "ping -c 3 192.168.1.206"
ssh ubuntu@vm4 "ping -c 3 192.168.1.221"
```

## 许可证

本项目采用MIT许可证 - 详见 [LICENSE](LICENSE) 文件。

## 贡献

欢迎提交问题报告和功能请求。请确保在提交代码前运行测试。

## 联系方式

如有问题，请通过以下方式联系：
- 提交GitHub Issue
- 发送邮件至项目维护者