Open5GS在Kubernetes部署中UE注册异常问题分析与解决方案

问题背景

在基于Kubernetes环境部署Open5GS核心网时，当NRF、AUSF和UDM服务配置了advertise参数后，出现了UE注册失败的问题。这个问题特别出现在采用类似5G漫游场景的部署架构中，其中NF服务通过Kubernetes Service进行端口映射（例如将容器内的7777端口映射到Service的80端口）。

问题现象

通过抓包分析发现，AMF向AUSF发送的/nausf-auth/v1/ue-authentications/1/5g-aka-confirmation请求中，3gpp-sbi-target-apiroot字段错误地包含了7777端口号（http://ausf.5gc.mnc001.mcc001.3gppnetwork.org:7777），而实际上Kubernetes Service对外暴露的是80端口，这导致了通信失败。

技术分析

根本原因

1. 端口配置不一致：AUSF容器内部监听7777端口，但Kubernetes Service将其映射为80端口对外暴露
2. SBI通信机制：Open5GS的SBI（Service Based Interface）通信中，AMF直接从NF Profile中获取了AUSF的原始端口信息（7777），而没有考虑Kubernetes的端口映射
3. NF注册信息：NRF中注册的AUSF NF实例信息包含了原始端口号，导致AMF使用错误端口进行通信

日志分析

从AMF日志可见：

10/21 15:45:09.198: [amf] INFO: NF EndPoint(fqdn) setup [ausf.5gc.mnc001.mcc001.3gppnetwork.org:7777]
10/21 15:45:19.211: [amf] ERROR: [suci-0-001-01-0000-0-0-0000000001] Cannot receive SBI message

SCP日志显示：

10/21 15:45:09.208: [scp] INFO: NF EndPoint(fqdn) setup [ausf.5gc.mnc001.mcc001.3gppnetwork.org:7777]

解决方案

配置修正

修改AUSF的配置，在advertise参数中显式指定正确的对外端口号：

ausf:
  sbi:
    server:
    - advertise: ausf.5gc.mnc001.mcc001.3gppnetwork.org:80
      dev: eth0
      port: 7777

原理说明

1. advertise参数：该参数用于声明服务对外暴露的FQDN和端口
2. port参数：指定容器内部实际监听的端口
3. Kubernetes Service：将容器端口7777映射为Service端口80

通过这种配置方式，实现了：

• 容器内部仍监听7777端口
• Kubernetes Service正确暴露80端口
• NF注册信息中包含正确的对外端口号

最佳实践

在Kubernetes环境中部署Open5GS时，建议：

1. 明确区分内外端口：

   • 容器内部使用标准端口（如7777）
   • 对外服务使用标准HTTP/HTTPS端口（80/443）

2. NF服务配置：

   advertise: <fqdn>:<external_port>
   port: <internal_port>
   

3. Kubernetes Service配置：

   ports:
   - name: sbi
     protocol: TCP
     port: 80       # 对外端口
     targetPort: 7777 # 容器端口
   

总结

Open5GS在Kubernetes环境中的部署需要特别注意网络端口的配置，特别是在使用advertise功能时。通过正确配置advertise参数和Kubernetes Service，可以确保NF服务注册信息与实际网络拓扑一致，从而解决UE注册失败的问题。这种配置方式不仅适用于AUSF，也同样适用于NRF、UDM等其他网络功能。