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Kubernetes（k8s）で4G CoreをAWS上に作る[道半ば]

2022/08/03に公開

AWS

専用ハード、キャリアグレードLinuxで動く電話サーバアプリの発注しかしたことない電話屋さんがAWS上にモバイルコア（4GCore=LTE）をインストールしてみます。
知識0からやる方に向けたメモ。
day1 8/3 参考文献を読む
day2 全体像と構成要素はわかった。まだAWSに触ってない。
day3 AWSに触り始めたが、AWS各種サービスへのアクセス権の設定で終わる。

参考文献

[1] Amazon Elastic Kubernetes Service 上でのオープンソースモバイルコアネットワークの実装

[2]通信業界の仮想化とKubernetes

[3]AWS アカウントでの IAM ユーザーの作成

1. AWSのチュートリアルを進める[1]

1.1. チュートリアルを読む

1.1.1. 材料

a. オープンースソフト

4Gコア： Open5gs

b. AWSサービス

(1) コンテナ管理：Amazon Elastic Kubernetes Service (Amazon EKS)、
(2) DNS：Amazon Route 53
(3) ドキュメントDB？：　Amazon DocumentDB、
(4) コンテナのDB？：Amazon Elastic Container Registry (Amazon ECR)、
(5) AWS CloudFormation：ノードの立ち上げとかをCLI（というかコード）で実施
(6) 障害監視:Amazon CloudWatch
(7) アプリの実行リソース？：AWS Lambda

1.1.2. Open5Gsの構成

モバイル網のエンティティ（論理機能部）
(a) MME：S-GW間の端末の移動の管理
(b) HSS：加入者DB（認証キーとか電話番号とか）
(c) PCRF：ポリシ管理：ユーザ後の速度を制限したりする指示を出す（7G超過で128kbps制限等）
(d) S-GW ：データ通信の入り口（認証済のユーザの通信だけ通す等）
(e) SMF+P-GW-C　：　ポリシを元にセッション（通信毎のデータの処理のルールをUPFに渡す）
(f) SMF*P-GW-U　：　データを処理する（ルーチングとか速度制限かけたり）
(g) NRF：　NFのリポジトリ　：DNSのNF版で必要なサービスがどこにあるか引きに行く感じ？
(h) Web-UI : HSS/PCRFに加入者のプロファイル（ユーザ名、電話番号、契約サービス月間
5G等を登録）

(https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/open-source-mobile-core-network-implementation-on-amazon-elastic-kubernetes-service/)

1.2. 構築手順・シナリオ

VPC：ネットワークを作る
EKS cluseter：ElasticなKubernetesを管理するソフト
ワーカーノード作成：モバイルのCプレーン、Uプレーン
Helmのデプロイ：インストールやUpdateの自動化テンプレ？？？
CNFの設定：Cloud native ntwrok function??? (各機能部 MMEとかのこと？)
(https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/open-source-mobile-core-network-implementation-on-amazon-elastic-kubernetes-service/)
Multus CNI プラグイン：インタフェースで異なるプロトコルに対応するために必要らしい

1.3. インフラストラクチャ作成テンプレ

1.3.1 ネットワーク

a. EpcVpc: デプロイに使用する VPC：EPCのネットワーク
b. PublicSubnet1/2：インターネットアクセス用のサブネットkubectlコマンド(k8sのCLI)実行用
c. PrivateSubnetAz1/2：EKS(k8s)コントロールプレーン用サブネット　AZ分けるの？上長構成？
d. MultusSubnet1Az1：Multus(k8sのNICをはやす機能) EPCのコントロールプレーンのIF1
e. MultusSubnet1Az1：Multus(k8sのNICをはやす機能) EPCのコントロールプレーンのIF2
f. EksCluster：ネットワーク機能を干すティング？？？イミフ　モバイルエンティティを建てるってこと？
g. DocumentDBCluster：加入者プロファイル（SIM認証、ユーザ名等）の保存用
　 JSONで書き込めるDBっぽい
h. Route53 Private Hosted Zones：DNS　各モバイルエンティティのインタフェース毎(S6a, Gx, S11等)のアドレス管理用

1.3.2.ワーカーノードグループ作成テンプレ

モバイルの各エンティティを作る

コントロールプレーンノード：　MME、SGW-c、SMF
ユーザプレーンノード：　SGW-u, UPF
Lambda関数：Multus(k8sのNICをはやす機能)の実行環境？
CloudWatch：モニタリングして　スケールアップしたりダウンしたり。

https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/open-source-mobile-core-network-implementation-on-amazon-elastic-kubernetes-service/

・冗長化のためにマルチAvailability Zone構成（いきなりやりすぎでは）
・Public Subnetに、AZ間で共通のEKS(k8s)のコントロールプレーン
・サブネット
　・SGi(インターネットに抜ける＆加入者管理のUI)、
　・Cプレーン用（S11, S6aとかのDiameter、API）
・Uプレーン用（S1u等データ・メディアが流れる）
・CプレーンのPodとUプレーンのポッドは別のWorkerNodeで管理する

1.3.3.自動化

DNS更新コントローラ：モバイルエンティティを増やした際にNICのアドレスをRoute 53に自動登録
Multus IP更新コントローラ：セカンダリIPを関連付けて、ポートをリッスン？死活監視用？

1.3.4.端末のシミュレータ

srsLTE Simulator

2.手順概要

CloudFormationでインフラをコードで書いて作る
踏み台ホストを作る
DocumentDB（加入者情報を初期化）
Route 53で3GPPのインタフェースをDNSに登録
Multusワーカーノード（NIC生やす機能）をCloudFormationでインフラをコードで書いて作る
自動化用の DNS コントローラーと Multus-IP 更新コントローラーのデプロイ
クラスターを初期化？？？　なぜここで？
Helm をインストール？？？

3. 前提条件

3.1. AWSアカウント

→パス忘れた　初期化から　ルートユーザーしか持ってなかったので
モバイルコア用IAM作成
[3]IAM 公式ユーザーガイドを見てユーザ作る

Identity and Access Management (IAM)　? ユーザー > ユーザー追加
認証タイプはID/PASSで（セキュリティより慣れ優先）
ポリシ（アクセス権）
・サービス
　コンテナ管理：Amazon EKS、DNS：Amazon Route 53 ドキュメントDB：Amazon DocumentDB、
　コンテナのDNS：Amazon ECR、CLI：AWS CloudFormation、障害監視:Amazon CloudWatch
　アプリ実行環境：AWS Lambda

★DocumentDBは選べなかった。RDSをとりあえず登録あとで困るだろう。
・アクション
　すべて
・送信元IP
　送信元をIPを絞ってみる　/16で。

3.2. GitHub リポジトリをローカルマシン

Git? リポジトリ？　なにそれおいしいの？