Ausführen der erforderlichen Aufgaben für die Bereitstellung eines privaten Mobilfunknetzes

In dieser Schrittanleitung werden alle Aufgaben ausgeführt, die erforderlich sind, um ein privates Mobilfunknetz mit Azure Private 5G Core bereitstellen zu können.

Tools und Zugriff

Für die Bereitstellung eines privaten Mobilfunknetzes mit Azure Private 5G Core benötigen Sie Folgendes:

• Einen Windows-PC mit Internetzugriff
• Ein Windows-Administratorkonto auf diesem PC
• Azure-Befehlszeilenschnittstelle
• PowerShell
• kubectl

Erhalten von Zugriff auf Azure Private 5G Core für Ihr Azure-Abonnement

Bitten Sie den für Sie zuständigen Techniker für Testversionen, Ihr Azure-Abonnement für den Zugriff auf Azure Private 5G Core zu registrieren. Wenn Sie noch keinen Testingenieur haben und daran interessiert sind, Azure Private 5G Core zu testen, wenden Sie sich an Ihr Microsoft-Kontoteam, oder bekunden Sie Ihr Interesse über das Partnerregistrierungsformular.

Auswählen der Art der Kerntechnologie (5G, 4G oder eine Kombination aus 4G und 5G)

Wählen Sie aus, ob die Standorte in dem privaten Mobilfunknetz Abdeckung für 5G-Benutzergeräte, für 4G-Benutzergeräte oder für eine Kombination aus 4G- und 5G-Benutzergeräten bieten soll. Wenn Sie mehrere Standorte bereitstellen, können diese jeweils unterschiedliche Kerntechnologietypen unterstützen.

Auswählen einer Standardbereitstellung oder einer Hochverfügbarkeitsbereitstellung

Azure Private 5G Core wird als AKS-Cluster (Azure Kubernetes Service) bereitgestellt. Dieser Cluster kann auf einem einzelnen ASE-Gerät (Azure Stack Edge) ausgeführt werden oder auf einem ASE-Gerätepaar, um einen hochverfügbaren Dienst zu erhalten. Bei einer Hochverfügbarkeitsbereitstellung kann die Verfügbarkeit des Diensts im Falle eines ASE-Hardwarefehlers aufrechterhalten werden.

Für eine Hochverfügbarkeitsbereitstellung müssen Sie einen Gatewayrouter (streng genommen ein Layer 3-fähiges Gerät – also entweder einen Router oder einen L3-Switch (Router/Switch-Hybridgerät)) zwischen dem ASE-Cluster und Folgendem bereitstellen:

• der RAN-Ausrüstung im Zugriffsnetzwerk
• Datennetzwerk(e)

Der Gatewayrouter muss bidirektionale Weiterleitungserkennung (Bidirectional Forwarding Detection, BFD) und mit Mellanox kompatible SFP-Module (Small Form-factor Pluggable) unterstützen.

Ihr Netzwerk muss so gestaltet sein, dass es den Ausfall eines Gatewayrouters im Zugriffsnetzwerk oder in einem Datennetzwerk tolerieren kann. AP5GC unterstützt nur eine einzelne Gatewayrouter-IP-Adresse pro Netzwerk. Daher wird nur ein Netzwerkentwurf unterstützt, bei dem entweder ein einzelner Gatewayrouter pro Netzwerk vorhanden ist oder bei dem die Gatewayrouter in redundanten Paaren in einer Aktiv/Standby-Konfiguration mit einer Floating IP-Adresse für das Gateway bereitgestellt werden. Die Gatewayrouter in den redundanten Paaren müssen sich gegenseitig per VRRP (Virtual Router Redundancy-Protokoll) überwachen, um die Erkennung von Partnerausfällen zu ermöglichen.

Clusternetzwerktopologien

Die Hochverfügbarkeit von AP5GC basiert auf einer Plattform, die einen ASE-Gerätecluster mit zwei Knoten umfasst. Die ASE-Geräte sind mit einer gemeinsamen L2-Broadcastdomäne und einem gemeinsamen IP-Subnetz im Zugriffsnetzwerk (oder mit zwei gemeinsamen L2-Domänen – eine für N2 und eine für N3 – unter Verwendung von VLANs) und in jedem der Kernnetzwerke verbunden. Außerdem teilen sie sich eine L2-Broadcastdomäne und ein IP-Subnetz im Verwaltungsnetzwerk.

Clusterquorum und -zeuge

Für einen ASE-Cluster mit zwei Knoten wird ein Clusterzeuge benötigt, der im Falle eines ausgefallenen ASE-Knotens als dritte Stimme fungieren kann, damit der Cluster online bleibt. Der Clusterzeuge wird in der Azure-Cloud ausgeführt.

Informationen zum Konfigurieren eines Azure-Cloudzeugen finden Sie unter https://video2.skills-academy.com/windows-server/failover-clustering/deploy-cloud-witness. Das Feld „Replikation“ muss auf lokal redundanten Speicher (LRS) festgelegt werden. Firewalls zwischen dem ASE-Cluster und dem Azure-Speicherkonto müssen ausgehenden Datenverkehr für „https://.core.windows.net/“ am Port 443 (HTTPS) zulassen.

Zuordnen von Subnetzen und IP-Adressen

Azure Private 5G Core erfordert ein Verwaltungsnetzwerk, ein Zugriffsnetzwerk und bis zu zehn Datennetzwerke. Diese Netzwerke können alle Teil desselben, größeren Netzwerks sein, sie können aber auch getrennt sein. Welchen Ansatz Sie verwenden, hängt von Ihren Anforderungen an die Trennung des Datenverkehrs ab.

Ordnen Sie für jedes dieser Netzwerke ein Subnetz zu, und identifizieren Sie dann die aufgeführten IP-Adressen. Wenn Sie mehrere Standorte bereitstellen, müssen diese Informationen für jeden Standort gesammelt werden.

Abhängig von Ihren Netzwerkanforderungen (z. B., wenn nur eine begrenzte Gruppe von Subnetzen verfügbar ist) können Sie ein einzelnes Subnetz für alle Azure Stack Edge-Schnittstellen zuordnen (in der folgenden Liste mit einem Sternchen (*) gekennzeichnet).

Verwaltungsnetzwerk

Zugriffsnetzwerk

Sie benötigen ein IP-Subnetz für den Datenverkehr der Steuerungsebene und ein IP-Subnetz für den Datenverkehr der Benutzerebene. Wenn sich Steuerungsebene und Benutzerebene im gleichen VLAN befinden (oder über kein VLAN-Tag verfügen), können Sie für beide ein einzelnes IP-Subnetz verwenden.

Datennetzwerke

Weisen Sie die folgenden IP-Adressen für jedes Datennetzwerk am Standort zu:

• Netzwerkadresse in CIDR-Notation.
• Standardgateway.
• Eine IP-Adresse für die Schnittstelle der Benutzerebene.
  • Bei 5G ist dies die N6-Schnittstelle.
  • Bei 4G ist dies die SGi-Schnittstelle.
  • Bei einer Kombination aus 4G und 5G ist dies die N6/SGi-Schnittstelle.

Die folgenden IP-Adressen müssen von allen Datennetzwerken am Standort gemeinsam verwendet werden:

Zusätzliche virtuelle IP-Adressen (nur bei Hochverfügbarkeit)

Die folgenden virtuellen IP-Adressen sind für eine Hochverfügbarkeitsbereitstellung erforderlich. Diese IP-Adressen DÜRFEN SICH NICHT in einem der Subnetze der Steuerungs- oder Benutzerebene befinden. Sie werden als Ziele statischer Routen in den Zugriffsnetzwerk-Gatewayroutern verwendet. Es kann sich bei ihnen also um beliebige gültige IP-Adressen handeln, die nicht in einem der im Zugriffsnetzwerk konfigurierten Subnetze enthalten sind.

• Eine einzelne virtuelle Adresse für die Verwendung als virtuelle N2-Adresse. Die RAN-Ausrüstung ist für die Verwendung dieser Adresse konfiguriert.
• Eine einzelne virtuelle Adresse für die Verwendung als virtueller Tunnelendpunkt für den N3-Referenzpunkt

VLANs

Optional können Sie Ihr Azure Stack Edge Pro-Gerät mit VLAN-Tags (Virtual Local Area Network) konfigurieren. Sie können diese Konfiguration verwenden, um die Trennung des Datenverkehrs der Ebene 2 für die N2-, N3- und N6-Schnittstellen oder deren 4G-Entsprechungen zu aktivieren. Beispiel: Das ASE-Gerät verfügt über einen einzelnen Port für N2- und N3-Datenverkehr und über einen einzelnen Port für den gesamten Datennetzwerk-Datenverkehr. Sie können VLAN-Tags verwenden, um N2- und N3-Datenverkehr oder Datenverkehr für jedes verbundene Datennetzwerk zu trennen.

Weisen Sie VLAN-IDs nach Bedarf für die einzelnen Netzwerke zu.

Wenn Sie VLANs verwenden, um Datenverkehr für die einzelnen Datennetzwerke zu trennen, ist ein lokales Subnetz für die mit dem Datennetzwerk verbundenen Ports erforderlich, die das Standard-VLAN (VLAN 0) abdecken. Für Hochverfügbarkeit muss die IP-Adresse des Gatewayrouters innerhalb dieses Subnetzes zugewiesen werden.

Zuordnen von IP-Adresspools für Benutzergeräte (User Equipment, UE)

Azure Private 5G Core unterstützt die folgenden Methoden zur Zuordnung von IP-Adressen für Benutzergeräte.

• Dynamisch: Die dynamische Zuordnung von IP-Adressen weist einem Endgerät jedes Mal, wenn es sich mit dem privaten Mobilfunknetz verbindet, automatisch eine neue IP-Adresse zu.

• Statisch. Die statische Zuordnung von IP-Adressen stellt sicher, dass ein Benutzergerät jedes Mal, wenn es sich mit dem privaten Mobilfunknetz verbindet, die gleiche IP-Adresse erhält. Statische IP-Adressen sind nützlich, wenn Sie möchten, dass IoT-Anwendungen (Internet of Things; Internet der Dinge) immer wieder eine Verbindung mit dem gleichen Gerät herstellen können. Sie können z. B. eine Anwendung zur Videoanalyse mit den IP-Adressen der Kameras konfigurieren, die Videodatenströme bereitstellen. Wenn diese Kameras statische IP-Adressen haben, müssen Sie die Videoanalyseanwendung nicht bei jedem Neustart der Kameras mit neuen IP-Adressen neu konfigurieren. Sie weisen einem Benutzergerät im Rahmen der Bereitstellung seiner SIM statische IP-Adressen zu.

Sie können für jedes Datennetzwerk an Ihrem Standort wählen, ob Sie eine oder beide Methoden unterstützen möchten.

Für jedes Datennetzwerk, das Sie bereitstellen, gilt:

• Entscheiden Sie, welche IP-Adresszuordnungsmethoden Sie unterstützen möchten.

• Identifizieren Sie für jede Methode, die Sie unterstützen möchten, einen IP-Adresspool, aus dem IP-Adressen zu Benutzergeräten zugeordnet werden können. Sie müssen jeden IP-Adresspool in CIDR-Notation angeben.

  Wenn Sie sich entscheiden, für ein bestimmtes Datennetzwerk beide Methoden zu unterstützen, achten Sie darauf, dass die IP-Adresspools dieselbe Größe haben und sich nicht überschneiden.

• Entscheiden Sie, ob Sie NAPT (Network Address and Port Translation) für das Datennetzwerk aktivieren möchten. Mit NAPT können Sie einen großen Pool privater IP-Adressen für Benutzergeräte in einen kleinen Pool öffentlicher IP-Adressen übersetzen. Die Übersetzung erfolgt an dem Punkt, an dem Datenverkehr in das Datennetzwerk gelangt, wodurch der Nutzen einer begrenzten Menge öffentlicher IP-Adressen maximiert wird.

Konfigurieren von DNS-Servern (Domain Name System)

DNS ermöglicht die Übersetzung zwischen von Menschen lesbaren Domänennamen und den ihnen zugeordneten computerlesbaren IP-Adressen. Je nach Anforderungen stehen Ihnen die folgenden Optionen zum Konfigurieren eines DNS-Servers für Ihr Datennetzwerk zur Verfügung:

• Wenn die mit diesem Datennetzwerk verbundenen Benutzergeräte Domänennamen auflösen müssen, müssen Sie mindestens einen DNS-Server konfigurieren. Sie müssen einen privaten DNS-Server verwenden, wenn die DNS-Auflösung interner Hostnamen erforderlich ist. Wenn Sie nur Internetzugriff auf öffentliche DNS-Namen bereitstellen, können Sie einen öffentlichen oder privaten DNS-Server verwenden.
• Wenn die Benutzergeräte keine DNS-Auflösung durchführen müssen oder alle Benutzergeräte im Netzwerk eigene lokale konfigurierte DNS-Server verwenden (anstatt der ihnen vom Paketkern signalisierten DNS-Server), ist diese Konfiguration nicht erforderlich.

Konfigurieren

Vorbereiten Ihrer Netzwerke

Für jeden Standort, den Sie bereitstellen, gilt:

• Stellen Sie sicher, dass Sie mindestens über einen Netzwerkswitch mit mindestens drei Ports verfügen. Sie verbinden jedes Azure Stack Edge Pro-Gerät mit dem/den Switch(es) am selben Standort, wie unter Bestellen und Einrichten Ihrer Azure Stack Edge Pro-Geräte beschrieben.
• Konfigurieren Sie für jedes Netzwerk, für das Sie NAPT nicht (wie in Zuordnen von IP-Adresspools für Benutzergeräte (User Equipment, UE) beschrieben) aktivieren möchten, das Datennetzwerk so, dass der für die IP-Adresspools für Benutzergeräte bestimmte Datenverkehr über die IP-Adresse geleitet wird, die Sie der Benutzerschnittstelle der Paketkerninstanz im Datennetzwerk zugewiesen haben.

Konfigurieren von Ports für lokalen Zugriff

Portanforderungen für Azure Stack Edge

Portanforderungen für IoT Edge

Portanforderungen für Kubernetes für Azure Stack Edge

Erforderliche Firewallports für ausgehenden Datenverkehr

Überprüfen Sie die Firewallempfehlungen für die folgenden Dienste, und wenden Sie sie an:

Die folgende Tabelle enthält die URL-Muster für ausgehenden Datenverkehr von Azure Private 5G Core:

Registrieren von Ressourcenanbietern

Um Azure Private 5G Core verwenden zu können, müssen Sie einige zusätzliche Ressourcenanbieter bei Ihrem Azure-Abonnement registrieren.

1. Melden Sie sich bei der Azure CLI mit einem Benutzerkonto an, das dem Azure-Mandanten zugeordnet ist, unter dem Sie Azure Private 5G Core bereitstellen:

   az login
   

   Tipp

   Eine ausführliche Anleitung finden Sie im Artikel Authentifizieren bei Azure mit Azure CLI unter „Interaktives Anmelden“.

2. Falls Ihr Konto über mehrere Abonnements verfügt, vergewissern Sie sich, dass Sie sich im richtigen Abonnement befinden:

   az account set --subscription <subscription_id>
   

3. Überprüfen Sie die Version der Azure CLI:

   az version
   

   Ist die CLI-Version niedriger als 2.37.0, müssen Sie Ihre Azure CLI auf eine neuere Version upgraden. Weitere Informationen finden Sie unter Gewusst wie: Aktualisieren der Azure CLI.

4. Registrieren Sie die folgenden Ressourcenanbieter:

   az provider register --namespace Microsoft.MobileNetwork
   az provider register --namespace Microsoft.HybridNetwork
   az provider register --namespace Microsoft.ExtendedLocation
   az provider register --namespace Microsoft.Kubernetes
   az provider register --namespace Microsoft.KubernetesConfiguration
   

Abrufen der Objekt-ID (OID)

Sie müssen die Objekt-ID (OID) des Ressourcenanbieters für den benutzerdefinierten Standort in Ihrem Azure-Mandanten abrufen. Diese OID muss beim Erstellen des Kubernetes-Diensts angegeben werden. Sie können die OID über die Azure CLI oder über Azure Cloud Shell im Portal abrufen. Sie müssen ein Besitzer Ihres Azure-Abonnements sein.

1. Melden Sie sich bei der Azure CLI oder bei Azure Cloud Shell an.

2. Rufen Sie die OID ab:

   az ad sp show --id bc313c14-388c-4e7d-a58e-70017303ee3b --query id -o tsv
   

Dieser Befehl fragt den benutzerdefinierten Standort ab und gibt eine OID-Zeichenfolge aus. Speichern Sie diese Zeichenfolge für die spätere Kommissionierung des Azure Stack Edge-Geräts.

Bestellen und Einrichten Ihrer Azure Stack Edge Pro-Geräte

Führen Sie die folgenden Schritte für jeden Standort aus, den Sie Ihrem privaten Mobilfunknetz hinzufügen möchten. Ausführliche Anweisungen für die einzelnen Schritte finden Sie in der Spalte Ausführliche Anleitungen (sofern vorhanden).

Nächste Schritte

Nun können Sie den AKS-Cluster (Azure Kubernetes Service) auf Ihrem Azure Stack Edge Pro 2- oder Azure Stack Edge Pro GPU-Gerät kommissionieren, um es für die Bereitstellung von Azure Private 5G Core vorzubereiten.

• Kommissionieren eines AKS-Clusters