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OAI openair3代码结构整理

news 文章来源：https://blog.csdn.net/yyfloveqcw/article/details/135415781 2024/10/30 17:23:43

openair3代码框架结构

OAI（OpenAirInterface）是一个开源的5G网络软件平台，用于研究和开发5G网络技术。OpenAir3是OAI项目中的一个子项目，专注于5G核心网络的功能实现。

一、OpenAir3的代码主要包括以下几个部分：

NAS（Non-Access Stratum）层：这一层主要处理UE（用户设备）与核心网之间的信令交互，包括注册、认证、会话管理等。NAS层的代码主要位于D:\openairinterface5g\openair3\NAS\UE目录下，包括EMM（EPS安全上下文管理）和ESM（EPS安全上下文管理）两个模块。
GTPV1-U（GPRS Tunnelling Protocol Version 1 Userplane）层：这一层主要处理GTP协议的信令交互，包括用户数据的传输、会话管理等。GTPV1-U层的代码主要位于D:\openairinterface5g\openair3\GTPV1-U目录下。
S1AP（S1 Application Protocol）层：这一层主要处理eNB与核心网之间的信令交互，包括UE上下文管理、数据传输等。S1AP层的代码主要位于D:\openairinterface5g\openair3\S1AP目录下。
SCTP（Stream Control Transmission Protocol）层：这一层主要提供信令传输服务，保证信令的可靠传输。SCTP层的代码主要位于D:\openairinterface5g\openair3\SCTP目录下。

此外，OpenAir3还包含了一些其他模块和工具，如网络驱动模块、编译工具等。这些模块和工具的代码位于不同的目录下，如D:\openairinterface5g\openair2\NETWORK_DRIVER\LITE目录下是网络驱动模块的代码。

总体来说，OpenAir3的代码结构比较清晰，各个层次的代码都相对独立，方便开发和维护。同时，OAI项目也提供了详细的文档和测试工具，方便开发者理解和测试代码。

\openairinterface5g\openair3\NAS\UE\EMM
\openairinterface5g\openair3\NAS\UE\ESM
\openairinterface5g\openair3\GTPV1-U
\openairinterface5g\openair3\S1AP
\openairinterface5g\openair3\SCTP
\openairinterface5g\openair3\SECU
\openairinterface5g\openair3\UDP

1.OpenAir3的NAS层代码主要负责处理UE（用户设备）与核心网之间的信令交互，包括注册、认证、会话管理等。下面是对NAS层代码的简要解析：

EMM（EPS安全上下文管理）模块：
- EMM模块主要处理UE的注册、认证和安全上下文管理相关的信令。
- 在UE注册过程中，EMM模块会与UE进行NAS安全上下文的协商，完成UE的安全认证和授权。
- EMM模块还负责管理UE的安全上下文，包括密钥、证书等。
ESM（EPS安全上下文管理）模块：
- ESM模块主要处理EPS安全上下文的修改、删除等操作。
- 当UE的安全上下文需要更新时，ESM模块会与UE进行信令交互，完成安全上下文的修改。
- ESM模块还负责处理UE的安全上下文的删除操作。

在NAS层的代码中，主要使用了C++语言进行编写，使用了面向对象的设计思想，将各个功能封装在不同的类中。例如，EMM模块和ESM模块都有自己的类，类中包含了相应的成员函数，用于处理不同的信令交互过程。

此外，NAS层的代码还与其他层次的代码进行交互，如GTPV1-U层和S1AP层。在UE注册过程中，NAS层会与S1AP层交互，建立UE与核心网之间的通信隧道；在数据传输过程中，NAS层会与GTPV1-U层交互，完成用户数据的传输。

总体来说，OpenAir3的NAS层代码结构清晰，易于理解和维护。通过对NAS层代码的解析，可以帮助开发者深入理解5G网络中的NAS协议，为后续的网络开发和优化提供有力支持。

1.1在OpenAir3的NAS层下UE（用户设备）的代码主要包括以下几个部分：

UE类：这是UE的主要类，它包含了UE的初始化和配置过程，以及与核心网进行信令交互的方法。这个类中，你可以找到如注册、注销、安全上下文管理等相关方法的实现。
NAS消息处理：这部分代码主要处理来自UE的NAS消息，如NAS安全上下文请求、NAS安全上下文响应等。这些消息通常会被封装在特定的数据结构中，然后传递给相应的处理函数。
NAS协议栈与底层交互：这部分代码主要负责NAS协议栈与底层（如RRC、RLC等）之间的交互。它通常会定义一些回调函数，用于处理底层的数据传输和状态变化。
NAS状态机：这是一个重要的部分，它定义了UE的各种状态（如空闲状态、连接状态等）以及状态之间的转换条件。状态机的实现通常会与NAS消息处理和NAS协议栈与底层交互紧密相关。

在具体实现上，UE的代码通常会使用C++语言编写，并采用面向对象的设计方式。例如，每一个状态都会有一个对应的类，这些类会继承自一个通用的状态基类，以实现状态机的通用逻辑。

为了更好地理解这部分代码，你需要对3GPP的NAS协议有一定的了解，特别是对UE的行为和信令流程要有清晰的认识。此外，深入理解LTE/SAE网络架构和协议也是非常重要的，因为OpenAir3是在这个基础上进行开发的。

总体来说，OpenAir3的NAS层UE代码是一个高度模块化和结构化的代码库，它为开发者提供了一个很好的学习5G NAS协议和网络行为的机会。通过深入研究这部分代码，你可以对5G网络的运行机制有更深入的理解。

1.1.1在OpenAir3的NAS层下common代码通常指的是一些通用的函数、数据结构和工具，这些代码可以被NAS层以及其他层次的代码所共享和复用。下面是对NAS层中common代码的简要解析：

数据结构和函数：common代码中定义了一些通用的数据结构，如消息结构体、参数结构体等，这些数据结构用于存储和管理信令消息的各个组成部分。此外，common代码还提供了一些通用的函数，如内存分配、释放、字符串处理等，这些函数为其他代码提供了基本的操作支持。
日志和调试工具：common代码中还包含了一些日志和调试工具，用于记录和输出NAS层中的状态和信息。这些工具可以帮助开发者进行故障排查和性能分析，从而更好地理解NAS层的运行情况。
配置文件解析：NAS层中的common代码通常还包含了一些配置文件解析的模块，用于读取和解析NAS层的配置文件。这些配置文件定义了NAS层的行为和参数设置，通过解析配置文件，NAS层可以根据不同的配置进行相应的处理。
接口定义：common代码中还定义了一些接口，用于NAS层与其他层次之间的交互。这些接口包括回调函数、事件处理函数等，它们使得NAS层能够与其他层次的代码进行有效的通信和协作。

总体来说，OpenAir3的NAS层中common代码是整个NAS层的重要组成部分，它为其他代码提供了通用的功能和服务。通过对common代码的解析和理解，可以帮助开发者更好地掌握NAS层的实现细节，并为后续的开发和优化提供支持。

1.1.1.1在OpenAir3的NAS层下EMM（EPS安全上下文管理）模块是负责处理UE（用户设备）的注册、认证和安全上下文管理的模块。下面是关于EMM模块代码的简要解析：

UE的注册过程：EMM模块中包含了对UE注册过程的处理代码。当UE首次接入网络或重新注册时，它会发送一个NAS安全上下文请求消息给核心网。EMM模块会接收到这个消息，然后与UE进行NAS安全上下文的协商，完成UE的安全认证和授权。在这个过程中，EMM模块会使用预共享密钥（Preshared Key，PSK）或公钥加密算法进行密钥交换，建立起安全通信的通道。
安全上下文的管理：EMM模块负责管理UE的安全上下文，包括NAS安全上下文和NAS安全上下文会话。在UE注册成功后，EMM模块会为UE创建一个安全上下文，并存储在核心网的数据库中。同时，EMM模块还会管理UE的安全上下文会话，确保UE在每次通信时使用正确的安全上下文。
NAS安全上下文的修改和删除：当UE的安全上下文需要更新时，如密钥更换，EMM模块会与UE进行信令交互，完成安全上下文的修改。此外，当UE注销或离开网络时，EMM模块会负责删除相应的安全上下文。
与其他模块的交互：EMM模块与其他模块如GTPV1-U（GPRS Tunnelling Protocol Version 1 Userplane）和S1AP（S1 Application Protocol）有密切的交互。在UE注册过程中，EMM模块会与S1AP模块交互，建立UE与核心网之间的通信隧道；在数据传输过程中，EMM模块会与GTPV1-U模块交互，完成用户数据的传输。

总体来说，EMM模块是OpenAir3 NAS层中的核心模块之一，它处理UE的注册、认证和安全上下文管理相关的信令。通过对EMM模块代码的解析，可以帮助开发者深入理解5G网络中的NAS协议和安全机制，为后续的网络开发和优化提供有力支持。

1.1.1.2在OpenAir3的NAS层下ESM（EPS安全上下文管理）模块是负责处理EPS安全上下文的修改和删除等操作的模块。下面是关于ESM模块代码的简要解析：

EPS安全上下文的修改：当UE的安全上下文需要更新时，如密钥更换，ESM模块会与UE进行信令交互，完成安全上下文的修改。这通常涉及到协商新的密钥和证书等安全参数。
EPS安全上下文的删除：当UE注销或离开网络时，ESM模块负责删除相应的安全上下文。这包括清除与UE相关的密钥、证书等信息，以确保UE的安全上下文不再被使用。
与其他模块的交互：ESM模块与其他模块如NAS层中的EMM模块和S1AP模块有密切的交互。在安全上下文修改过程中，ESM模块会与EMM模块进行信令交互，协调安全上下文的更新。同时，ESM模块还会与S1AP模块交互，确保安全上下文的修改能够正确地应用到核心网中。
状态管理：ESM模块中包含了对安全上下文状态的管理代码。它会跟踪EPS安全上下文的当前状态，如有效、过期或删除等，并根据状态进行相应的处理。

总体来说，ESM模块是OpenAir3 NAS层中用于处理EPS安全上下文操作的模块。通过对ESM模块代码的解析，可以帮助开发者深入理解5G网络中EPS安全上下文的修改和删除机制，以及与其他模块的交互方式。这有助于进一步理解5G网络中的安全机制和NAS协议的行为。