أسهل طريقة لفهم واجهة SBI في نواة 5GC هي البدء بسؤال عملي: لماذا احتاجت نواة 5G أصلًا إلى نموذج تفاعل جديد؟ قبل 5G، كانت شبكات النواة المتنقلة تُوصَف عادةً من خلال معمارية النقاط المرجعية. وكان كل زوج من عناصر الشبكة يتواصل عبر واجهة محددة، مثل S6a بين MME وHSS في LTE/EPC. كان هذا النموذج من نقطة إلى نقطة سهل الرسم والشرح، لكنه أصبح أقل مرونة مع ازدياد تنوع وظائف الشبكة ومتطلبات الخدمات.
تتبع نواة 5G نهجًا مختلفًا. فبدلًا من التعامل مع كل عنصر شبكة على أنه صندوق مغلق لا يتصل إلا عبر نقاط مرجعية ثابتة، تتبنى معمارية قائمة على الخدمات. تعرض وظائف الشبكة خدماتها، وتستهلك وظائف الشبكة الأخرى المصرح لها هذه الخدمات عبر واجهات قائمة على الخدمات. وهذه هي الفكرة الأساسية وراء SBI.
لماذا أصبحت النقاط المرجعية محدودة
عملت معمارية النقاط المرجعية جيدًا عندما كانت علاقات التفاعل بين عناصر الشبكة مستقرة ويمكن توقعها. فإذا احتاج MME إلى الاتصال بـHSS، كانت نقطة S6a المرجعية تصف هذه العلاقة. وإذا احتاج SGW إلى الاتصال بـPGW، كانت نقطة مرجعية أخرى تصف ذلك المسار. جعل هذا النموذج المعمارية واضحة ومباشرة.
تكمن المشكلة في قابلية التوسع. فعندما تُثبَّت المعمارية ونقاطها المرجعية ضمن إصدار من المواصفات، تصبح إضافة علاقات اتصال جديدة أمرًا صعبًا. على سبيل المثال، إذا ظهر متطلب جديد بين وظيفتي شبكة لا توجد بينهما واجهة محددة مسبقًا، فقد لا توفر المعمارية القياسية طريقة واضحة لدعمه. ويمكن للموردين إنشاء حلول خاصة، لكن هذه الحلول تقلل قابلية التشغيل البيني وتجعل تطور الشبكة أكثر صعوبة.
صُممت نواة 5G لدعم نطاق أوسع من الخدمات، بما في ذلك النطاق العريض المتنقل، وIMS، وتقسيم الشبكة، والتحكم في السياسات، وخدمات الحافة، ووظائف إتاحة الخدمات، والمعالجة المرنة لبيانات المشتركين. وكان نموذج نقطة إلى نقطة جامد سيجعل هذا التطور معقدًا. تساعد SBI في حل ذلك من خلال تمكين وظيفة الشبكة من تقديم خدمات متعددة يمكن لوظائف الشبكة المصرح لها باستهلاك الخدمة استدعاؤها عند الحاجة.
كيف تشرح الخدمات المصغرة SBI
يمكن تشبيه الفكرة بشباك في بنك. فمن منظور العميل، يقدم الشباك خدمة سحب نقدي. ولا يحتاج العميل إلى معرفة ما إذا كانت العملية الداخلية ينفذها محاسب أو أمين صندوق أو مدير أو عدة أشخاص معًا. ما يهمه هو أن يُقبل الطلب ويُعالج ويُستكمل.
أما من المنظور الداخلي للبنك، فقد تُقسَّم الخدمة إلى عدة أدوار. يقوم دور بفحص الحساب وتسجيل المعاملة، ويجهز دور آخر النقد، وقد يوافق المدير على العمليات غير المعتادة أو عالية القيمة. يمكن أن يتولى أشخاص مختلفون هذه الأدوار، أو تُدمج عندما يكون الفرع صغيرًا. النقطة المهمة هي أن الخدمة الخارجية تبقى واضحة حتى لو تغير التقسيم الداخلي.
تطبق 5GC النمط نفسه من التفكير. يمكن النظر إلى وظيفة الشبكة على أنها مزود خدمة، بينما تُقسَّم قدراتها الداخلية إلى عدة وحدات خدمية. وتستدعي وظائف الشبكة الأخرى الخدمة المطلوبة عبر تفاعل معياري بأسلوب API. يزيد ذلك المرونة لأن وظيفة الشبكة المستهلكة للخدمة لا تحتاج إلى نقطة مرجعية مخصصة واحد إلى واحد لكل علاقة وظيفية ممكنة.
تمثل UDM مثالًا جيدًا. ففي 4G، كان MME يصل إلى كثير من وظائف HSS عبر واجهة S6a. أما في 5G، فتُعرض القدرات المرتبطة على هيئة خدمات UDM مختلفة، مثل UECM لمعلومات تسجيل UE، وSDM لإدارة بيانات الاشتراك، وUEAuthentication للبيانات المرتبطة بالمصادقة. ويمكن لوظائف الشبكة المصرح لها استهلاك هذه الخدمات وفق قواعد محددة.
ماذا تعني SBI في 5GC
في مصطلحات 5GC، تشير NF، أي وظيفة الشبكة، إلى وظيفة معالجة محددة مثل AMF أو SMF أو UDM أو AUSF أو PCF أو NRF أو NEF. أما خدمة NF فهي قدرة تعرضها وظيفة NF وتستهلكها وظائف NF أخرى مصرح لها. وتصف الواجهة القائمة على الخدمات كيفية عرض مجموعة من الخدمات بواسطة وظيفة شبكة معينة.
تستخدم أسماء SBI عادةً حرف N كبيرًا يتبعه اسم وظيفة الشبكة بأحرف صغيرة. فعلى سبيل المثال، تمثل Nudm واجهة SBI التي تعرضها UDM، وتمثل Namf الواجهة التي تعرضها AMF، وتمثل Nsmf الواجهة التي تعرضها SMF. تسهّل طريقة التسمية هذه معرفة وظيفة الشبكة التي توفر واجهة الخدمة.
الفرق بين النقطة المرجعية وSBI مهم. فالنقطة المرجعية تصف علاقة بين وظيفتي شبكة، بينما تصف SBI كيفية عرض وظيفة شبكة لخدمات يمكن أن تستخدمها وظائف شبكة مختلفة مصرح لها باستهلاك الخدمة. وهكذا ينتقل تركيز المعمارية من الروابط الثنائية الثابتة إلى قدرات خدمية قابلة لإعادة الاستخدام.
تحافظ SBA على مرونة المعمارية
تعرّف 5GC نموذج SBA قائمًا على SBI. وفي مخطط SBA، تظهر العديد من وظائف شبكة مستوى التحكم كمزودي خدمات متصلين عبر واجهات قائمة على الخدمات. لا يعني ذلك اختفاء مخططات النقاط المرجعية تمامًا؛ فهي ما تزال مستخدمة للانتقال والتوافق وسهولة الشرح، خصوصًا عندما يحتاج المهندسون إلى مناقشة علاقات مألوفة مثل N1 أو N2 أو N3 أو N4 أو N6 أو N11.
يخدم المنظوران أغراضًا مختلفة. يفيد منظور النقاط المرجعية عند شرح علاقات الاتصال ومسارات الإجراءات، بينما يفيد منظور SBA عند شرح عرض الخدمات واستهلاكها والتفاعل القائم على API بين وظائف الشبكة. ويتطلب الفهم الكامل لـ5GC عادةً استخدام المنظورين معًا.
في العمل الهندسي، لا تقتصر SBI على كونها رسمًا معماريًا، بل تؤثر أيضًا في كيفية البحث عن الخدمات وتسميتها وفهمها ضمن مواصفات 3GPP. ترد خدمات وظائف الشبكة في القسم 7.2 من 3GPP TS 23.501. ويمكن العثور هناك، على سبيل المثال، على خدمات AMF مثل Namf_Communication وNamf_EventExposure وNamf_MT وNamf_Location.
تُوصَف عمليات الخدمة المحددة وأسماء الرسائل والمعلمات ووظائف الشبكة المعروفة المستهلكة للخدمة في القسم 5.2.2 من 3GPP TS 23.502. وقد تشمل عمليات خدمات AMF مثلًا UEContextTransfer وCreateUEContext وReleaseUEContext وN1MessageNotify وN1N2MessageTransfer والعمليات المرتبطة بها. تساعد طريقة البحث هذه المهندسين على الانتقال من مفهوم SBI عالي المستوى إلى تحليل الإجراءات الفعلية.
الأسئلة الشائعة
لماذا لا تزال 5GC تعرض مخططات النقاط المرجعية؟
تبقى مخططات النقاط المرجعية مفيدة للانتقال والتوافق وشرح الإجراءات. فهي تساعد المهندسين على مناقشة المسارات المألوفة حتى عندما يكون تصميم مستوى التحكم قائمًا على الخدمات.
هل تُستخدم SBI مع UDM فقط؟
لا. تمثل UDM مثالًا واحدًا فقط. ويمكن لوظائف مستوى التحكم الأخرى في 5GC مثل AMF وSMF وPCF وAUSF وNRF وNEF عرض خدمات عبر واجهاتها الخاصة القائمة على الخدمات.
ما الفرق بين NF وخدمة NF؟
تشير NF إلى وظيفة الشبكة نفسها، مثل AMF أو UDM. أما خدمة NF فتشير إلى قدرة محددة تعرضها وظيفة الشبكة لتستخدمها وظائف الشبكة المصرح لها باستهلاك الخدمة.
كيف ينبغي للمهندسين قراءة أسماء SBI؟
يبدأ الاسم عادةً بحرف N كبير يتبعه اسم وظيفة الشبكة بأحرف صغيرة. وتعني Nudm الواجهة القائمة على الخدمات الخاصة بـUDM، بينما تعني Namf الواجهة القائمة على الخدمات الخاصة بـAMF.
أين تُراجع عمليات SBI عادةً؟
تُراجع قوائم خدمات وظائف الشبكة عادةً في القسم 7.2 من 3GPP TS 23.501، بينما تُراجع عمليات الخدمة التفصيلية والمعلمات المرتبطة بها في القسم 5.2.2 من TS 23.502.
