5G UDM五服务模型与注册信令全链路解析

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    5GC Service Mesh                       │
│  ┌─────┐  ┌─────┐  ┌─────┐  ┌─────┐  ┌─────┐  ┌─────┐ │
│  │ AMF │  │ SMF │  │ AUSF│  │ SMSF│  │ NEF │  │GMLC │ │
│  └──┬──┘  └──┬──┘  └──┬──┘  └──┬──┘  └──┬──┘  └──┬──┘ │
│     │        │        │        │        │        │      │
│     └────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘      │
│                         │ Nudm (SBI)                      │
│  ┌──────────────────────┴──────────────────────────┐     │
│  │                    UDM Frontend                  │     │
│  │  ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐  │     │
│  │  │ UECM │ │ SDM  │ │ UEAU │ │  PP  │ │  EE  │  │     │
│  │  └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘  │     │
│  │     └────────┴────────┴────────┴────────┘      │     │
│  └─────────────────────┬───────────────────────────┘     │
│                        │ Nudr (SBI)                       │
│  ┌─────────────────────┴───────────────────────────┐     │
│  │                    UDR Backend                   │     │
│  │  ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────────┐ │     │
│  │  │ 订阅数据  │ │ 策略数据  │ │ 应用/暴露数据    │ │     │
│  │  └──────────┘ └──────────┘ └──────────────────┘ │     │
│  └─────────────────────────────────────────────────┘     │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

sequenceDiagram
    participant UE
    participant RAN
    participant AMF as 新AMF
    participant UDM
    participant UDR
    participant AUSF
    participant Old_AMF as 旧AMF

    UE->>RAN: RRC Setup (含Registration Request)
    RAN->>AMF: NGAP Initial UE Message (NAS: Registration Request)

    Note over AMF: Step 14a: 如果old AMF存在<br/>先从old AMF获取UE上下文
    AMF->>Old_AMF: Namf_Communication_UEContextTransfer
    Old_AMF-->>AMF: UE Context (含SUPI, 订阅数据)

    Note over AMF: Step 14b: 鉴权流程
    AMF->>AUSF: Nudm_UEAuthentication_Get Request (SUCI)
    AUSF->>UDM: Nudm_UEAuthentication_Get Request (SUCI)
    UDM->>UDR: Nudr_Query (Authentication Subscription Data)
    UDR-->>UDM: AuthSubscription (K, OPC, algorithm)
    Note over UDM: ARPF生成认证向量
    UDM-->>AUSF: 5G-AKA: RAND, AUTN, HXRES*
    AUSF-->>AMF: RAND, AUTN, HXRES*
    AMF->>UE: NAS Authentication Request
    UE-->>AMF: NAS Authentication Response (RES*)
    AMF->>AUSF: Nudm_UEAuthentication_Result (RES*)
    AUSF->>UDM: Nudm_UEAuthentication_Result
    AUSF-->>AMF: Auth Success

    Note over AMF: Step 14c: UDM注册 (UECM)
    AMF->>UDM: PUT /nudm-uecm/v1/{supi}/registrations/amf-3gpp-access<br/>{guami, backupAmfInfo, ratType}
    UDM->>UDR: PUT /nudr-dr/v1/subscription-data/{supi}/context-data/amf-3gpp-access
    UDR-->>UDM: 201 Created
    Note over UDM: 检测到新AMF ≠ old AMF<br/>触发旧AMF去注册通知
    UDM-->>AMF: 201 Created
    UDM->>Old_AMF: Nudm_UECM_DeregistrationNotification<br/>{deregReason: "NEW_REGISTRATION_5G"}

    Note over AMF: Step 14d: 获取AM移动性订阅数据 (SDM_Get)
    AMF->>UDM: GET /nudm-sdm/v2/{supi}/am-data<br/>GET /nudm-sdm/v2/{supi}/nssai<br/>GET /nudm-sdm/v2/{supi}/ue-context-in-smf-data
    UDM->>UDR: GET /nudr-dr/v1/subscription-data/{supi}/am-data
    UDR-->>UDM: AccessAndMobilitySubscriptionData
    UDM-->>AMF: AmData + Nssai + SmfData

    Note over AMF: Step 14e: 订阅数据变更通知 (SDM_Subscribe)
    AMF->>UDM: POST /nudm-sdm/v2/{supi}/sdm-subscriptions<br/>{callbackReference, monitoredResourceUris}
    UDM->>UDR: POST /nudr-dr/v1/subscription-data/{supi}/context-data/sdm-subscriptions
    UDR-->>UDM: 201 Created
    UDM-->>AMF: 201 Created (subscriptionId)

    Note over AMF: Step 15-22: 后续注册流程
    AMF->>UE: NAS Registration Accept (5G-GUTI, TAI List, Allowed NSSAI)

{
  "callbackReference": "https://amf-01.5gc.mnc.mcc.3gppnetwork.org/nudm-sdm-notification/v1/notify",
  "monitoredResourceUris": [
    "{apiRoot}/nudm-sdm/v2/{supi}/am-data",
    "{apiRoot}/nudm-sdm/v2/{supi}/nssai",
    "{apiRoot}/nudm-sdm/v2/{supi}/sm-data"
  ],
  "expiry": "2026-12-31T23:59:59Z",
  "supportedFeatures": "fffffff"
}

graph TB
    subgraph "UDM Frontend（业务逻辑层）"
        A[Nudm_UECM<br/>UE上下文管理]
        B[Nudm_SDM<br/>订阅数据管理]
        C[Nudm_UEAU<br/>认证服务]
        D[Nudm_PP<br/>参数配置]
        E[Nudm_EE<br/>事件暴露]
        F[ARPF<br/>认证存储处理]
    end

    subgraph "UDR Backend（数据存储层）"
        G[Subscription Data<br/>订阅数据集]
        H[Policy Data<br/>策略数据集]
        I[Application Data<br/>应用数据集]
        J[Exposure Data<br/>暴露数据集]
    end

    A -->|Nudr_DataRepository| G
    B -->|Nudr_DataRepository| G
    C -->|Nudr_DataRepository| G
    F -->|Nudr_DataRepository| G
    D -->|Nudr_DataRepository| G
    D -->|Nudr_DataRepository| I
    E -->|Nudr_DataRepository| J

    K[PCF] -->|Nudr| H
    L[NEF] -->|Nudr| I

/nudr-dr/v1/subscription-data/{supi}/
├── authentication-data/           # 认证订阅数据
│   └── authentication-subscription  {K, OPC, algorithm, sequenceNumber}
├── context-data/                  # UE上下文数据
│   ├── amf-3gpp-access           # 服务AMF信息
│   ├── amf-non-3gpp-access       # 非3GPP接入AMF
│   ├── smf-registrations/        # 服务SMF列表
│   │   └── {pduSessionId}        # 每个PDU会话的SMF注册
│   └── sdm-subscriptions/        # SDM订阅信息
├── provisioned-data/              # 签约数据
│   ├── am-data                   # AM移动性数据
│   ├── sm-data                   # SM会话数据
│   │   └── {dnn}                 # 每DNN的会话管理数据
│   ├── sms-data                  # SMS签约数据
│   ├── nssai                     # 切片信息
│   └── sms-mng-data              # SMS管理数据
└── operator-specific-data/        # 运营商自定义数据

sequenceDiagram
    participant BSS as 运营支撑系统
    participant UDR
    participant UDM
    participant AMF
    participant SMF
    participant NEF as NEF/AF

    BSS->>UDR: 修改用户订阅数据<br/>(如：套餐升级，增加DNN)
    UDR-->>UDM: Nudr_Notify (changeType: CHANGE)

    Note over UDM: 查找所有SDM订阅者
    UDM->>UDR: GET /context-data/sdm-subscriptions
    UDR-->>UDM: [{AMF回调URL}, {SMF回调URL}]

    par 通知AMF
        UDM->>AMF: POST {amfCallback}<br/>{changeType: CHANGE,<br/>notificationItems: [{resourceUri: "/am-data"}]}
        AMF->>UDM: GET /nudm-sdm/v2/{supi}/am-data
        UDM->>UDR: GET /provisioned-data/am-data
        UDR-->>UDM: UpdatedAmData
        UDM-->>AMF: AccessAndMobilitySubscriptionData (updated)
        AMF-->>UDM: 204 No Content (通知确认)
    and 通知SMF
        UDM->>SMF: POST {smfCallback}<br/>{changeType: CHANGE,<br/>notificationItems: [{resourceUri: "/sm-data"}]}
        SMF->>UDM: GET /nudm-sdm/v2/{supi}/sm-data
        UDM-->>SMF: SessionManagementSubscriptionData (updated)
        SMF-->>UDM: 204 No Content
    end

stateDiagram-v2
    [*] --> 未开户: SUPI不在UDR中

    未开户 --> 已开户: BSS开户<br/>(UDR写入订阅数据)

    已开户 --> 已注册_3GPP: UECM_Registration<br/>(3GPP接入)
    已开户 --> 已注册_N3GPP: UECM_Registration<br/>(非3GPP接入)

    已注册_3GPP --> 双注册: UECM_Registration<br/>(非3GPP接入)
    已注册_N3GPP --> 双注册: UECM_Registration<br/>(3GPP接入)

    已注册_3GPP --> 已注册_3GPP: AMF重选<br/>(新UECM_Registration)
    已注册_N3GPP --> 已注册_N3GPP: AMF重选

    已注册_3GPP --> 已开户: UECM_Deregistration<br/>(deregReason: 规范定义值)
    已注册_N3GPP --> 已开户: UECM_Deregistration
    双注册 --> 已注册_3GPP: UECM_Deregistration<br/>(非3GPP)
    双注册 --> 已注册_N3GPP: UECM_Deregistration<br/>(3GPP)

    已开户 --> [*]: 用户销户<br/>(UDR删除数据)