【Free5GC】环境安装搭建

1、安装Ubuntu虚拟机步骤

1.1、下载最新Ubuntu Server LTS镜像文件

搜索 “ubuntu server download"，到 Ubuntu 官网下载最新 Ubuntu Server LTS 的 .iso 镜像文件。(例如在本文撰写当前的下载页面，选择 Option 2 Manual server installation 方式下载)。

Ubuntu Server LTS 下载页面

下载的 .iso 名称类似 ubuntu-20.04.3-live-server-amd64.iso, (在浏览器的下载目录下)

下载 Ubuntu Server .iso文件

1.2、建立一个Ubuntu Server VM

执行 VMware 并使用下载的 Ubuntu Server .iso 建立一個 Ubuntu VM。使用 Ubuntu Server，而不是 Ubuntu Desktop，是因为我们只需要基本的服务器功能，Server 版本不会安装许多不必要的功能，空间需求较小且开机速度较快。

建立新的VM时有几件注意事项：

將 VM 名称改为ubuntu, ubuntu-server, 或ubuntu-20.04
CPU 可选 1 或 2 个，内存设置到 2048 M，这些都可以在开机前重设。
网络设配器除了预设的 NAT 网卡之外，另外再加一个仅限主机的 Host-only 网卡

VM基本设置

开始安装 Ubuntu

使用者名称及密码建议简短好打 (之后会常使用)
建议硬盘格式化时不使用 LVM模式 (日后扩展硬盘空间时稍微简单一点)
选择安裝 SSH Server，并让安全更新下载跑完。

默认语言选择English，下一步：

默认IP地址，不做修改，直接下一步：

不做修改，直接下一步：

不做修改，下一步：

将磁盘Set up this disk as an LVM group选项取消掉，其他不变，下一步：

不做修改，下一步：

选择Continue，下一步：

设置登录账号和密码，下一步：

安装ssh服务，方便远程ssh链接，下一步：

什么都不选择，直接下一步：

出现下面界面，意味着开始安装，等待安装完成：（时间较长，约30~40分钟）

等待安全更新…

安全更新完成后，重启Ubuntu服务器。

登入 Ubuntu

Ubuntu 安裝完后重新开机，进入终端窗口。第一次会有一些初始动作，等一会儿输入账号密码登入：

登录后，先试 ifconfig 命令：

ubuntu@ubuntu:~$ ifconfigCommand 'ifconfig' not found, but can be installed with:sudo apt install net-toolsubuntu@ubuntu:~$

若有上列结果表示 ifconfig 尚未安装，照其指示下安装命令并输入密碼：

ubuntu@ubuntu:~$ sudo apt install net-tools

下图为安装结果：

再次执行 ifconfig 检查系统网卡：

你的执行结果根据你的设定可能有些不同，但是注意仅限主机(Host-only)网卡所使用的IP地址。上面的例子为192.168.135.130。你的本机远程可由这个网址与Ubuntu链接。（另一个IP地址192.168.22.135为NAT网卡）。

最后试试能否连接至网络：

ubuntu@ubuntu:~$ ping baidu.com

1.3、使用SSH连接到Ubuntu VM

在本机打开xshell软件。使用SSH的好处在于，你可以容易的从本机端Copy and Paste指令到Ubuntu执行，反之亦然，而且可以建立多个SSH链接与Ubuntu进行操作。

xshell连接时发生如下错误：

服务器发送了一个意外的数据包
vim /etc/ssh/sshd_config

在最后一行添加：(先用win10系统自带的cmd命令ssh到服务器然后修改)

KexAlgorithms curve25519-sha256@libssh.org,ecdh-sha2-nistp256,ecdh-sha2-nistp384,ecdh-sha2-nistp521,diffie-hellman-group14-sha1

重新加载文件systemctl reload sshd问题即解决。

重复之前 Ubuntu 终端机的简单指令(ping, ifconfig) 看看结果是否相同。成功的话接下來可以从“远端”操作 Ubuntu了。

ifconfig:

ping:

1.4、在SSH里更新 Ubuntu

将Ubunte更新，強化系统安全性。

sudo apt update
sudo apt upgrade

注：sudo passwd进行root账号密码的设置，然后再执行su命令进行root用户的切换。

2、建立 Free5GC VM 及设置网络

如下两个步骤进行：

复制现有的 VM，建立一个新的 free5GC VM
设定 free5GC VM 网络环境

2.1、检查现有 VM

打开VMware，确认现有的Ubuntu VM(ubuntu)可以开机执行：

用 SSH 登入, 登录之后确认可以联网
确定做过 sudo apt update 及 sudo apt upgrade
关机执行 sudo shutdown -P now

2.2、建立Free5GC VM

先复制新的VM:

选择现有的 VM (ubuntu)鼠标右键/管理/克隆/创建链接克隆（需关机执行）
虚拟机名称 free5gc
选择链接克隆（也可选择完整克隆）

成功后

启动新建立的free5gc VM，使用相同账号登入
用 ping 及 ifconfig 确定链接及 Host-only 网卡 IP 地址
例如 IP可能为 192.168.135.130, 介面名稱為 ens33
用 SSH 登入 free5gc 确认可以连接

2.3、更改hostname

复制而来的 VM hostname 仍为 ubuntu （或你之前给的名字）。我们将这台电脑取名为 free5gc。你可以用 vi 或 nano 编辑 /etc/hostname 文件：

sudo vim /etc/hostname  # or sudo nano /etc/hostname

将文件里的 ubuntu 改為 free5gc。若你用 nano 编辑，可以按 Ctrl-O存储文件，再按 Ctrl-X关闭文件。

顺便将 /etc/hosts 里的 ubuntu 改成 free5gc:

sudo vim /etc/hosts  # or sudo nano /etc/hosts

新的 /etc/hosts 文件內容像这样：

127.0.0.1 localhost
127.0.1.1 free5gc...

等待会重新开机时就会生效。

2.4、设置静态IP地址

预设的 Host-only 网卡是由 DHCP 得到 IP 位址。为减少后面指令错误的发生，这里将 Ubuntu 为 Host-only 网卡设置为静态 IP (将之固定为 192.168.135.101)。

$ cd /etc/netplan
$ ls
00-installer-config.yaml$ cat 00-installer-config.yaml

原先的文件內容为:

# This is the network config written by 'subiquity'
network:ethernets:ens32:dhcp4: trueens33:dhcp4: trueversion: 2

代表 VM 有两张网卡，由指令 ifconfig 我们得知 ens33 為 Host-only 网卡。你可以编辑此文件:

$ sudo vim 00-installer-config.yaml

新的文件内容：

# This is the network config written by 'subiquity'
network:ethernets:ens32:dhcp4: trueens33:dhcp4: noaddresses: [192.168.135.101/24]version: 2

先测试时候内容无误：

$ sudo netplan try

再应用新的设置

$ sudo netplan apply

执行完之后IP地址发生改变，重新使用``192.168.135.101地址进行ssh连接登录，执行ifconfig` 检查网络设定是否改变：

ubuntu@free5gc:~$ ifconfig
ens32: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500inet 192.168.22.135  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.22.255inet6 fe80::20c:29ff:fef8:bb76  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:f8:bb:76  txqueuelen 1000  (Ethernet)RX packets 198  bytes 21073 (21.0 KB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 96  bytes 11384 (11.3 KB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500inet 192.168.135.101  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.135.255inet6 fe80::20c:29ff:fef8:bb80  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:f8:bb:80  txqueuelen 1000  (Ethernet)RX packets 1106  bytes 96876 (96.8 KB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 858  bytes 134055 (134.0 KB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)RX packets 92  bytes 7116 (7.1 KB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 92  bytes 7116 (7.1 KB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

检查routing table:

ubuntu@free5gc:~$ route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.22.2    0.0.0.0         UG    100    0        0 ens32
192.168.22.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens32
192.168.22.2    0.0.0.0         255.255.255.255 UH    100    0        0 ens32
192.168.135.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens33

可以知道 Host-only 网络路 192.168.135.0/24 本身沒有连接到 Internet。(但我们可以在本机于此 VM 连接)。连接到 Internet 是由 NAT 网络 192.168.22.0/24，(gateway 为 192.168.22.2)

3、安装与测试Free5GC核心网络

如下步骤进行：

安装必需工具
安装 free5GC
测试 free5GC

下面的安装流程是參考 free5GC 官网文件。

以后 free5GC 若有版本更新而导致部分指令无法运行，请以官网资料为准。

3.1、确定系统版本

先用uname -r 确定 kernel 版本。若安装 Ubuntu 20.04, 版本应为 5.4.x。

$ uname -r
5.4.0-89-generic

请确认你的版本为5.0.0-23-generic 或 5.4.0 以后版本。

3.2、安装基本工具

3.2.1、确定有没有安装`go`

$ go version

若有安装的版本，请先刪除 (假设你的 go 是安装在 /usr/local/go)：

$ sudo rm -rf /usr/local/go

如果你的系统上未安装go:

$ cd ~
# 下载安装包
$ wget https://dl.google.com/go/go1.15.7.linux-amd64.tar.gz
$ sudo tar -C /usr/local -xzf go1.15.7.linux-amd64.tar.gz

执行wget时如果出现Connecting to golang.org (golang.org)|142.251.42.241|:443... failed: Connection refused错误，需要修改/etc/resolv.conf文件

$ sudo vim /etc/resolv.conf

nameserver x.x.x.x更改为nameserver 114.114.114.114保存退出即可。

安装完成之后直接贴上下面命令：

mkdir -p ~/go/{bin,pkg,src}
echo 'export GOPATH=$HOME/go' >> ~/.bashrc
echo 'export GOROOT=/usr/local/go' >> ~/.bashrc
echo 'export PATH=$PATH:$GOPATH/bin:$GOROOT/bin' >> ~/.bashrc
echo 'export GO111MODULE=auto' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

查看是否安装成功：

$ go version

3.2.2、控制面依赖包安装

sudo apt -y update
sudo apt -y install mongodb wget git
sudo systemctl start mongodb

3.2.3、用户面依赖包安装

sudo apt -y update
sudo apt -y install git gcc g++ cmake autoconf libtool pkg-config libmnl-dev libyaml-dev
go get -u -v -insecure github.com/sirupsen/logrus

在使用go get -u github.com/sirupsen/logrus时，可能会出现报错package golang.org/x/sys/unix: unrecognized import path "golang.org/x/sys/unix" (https fetch: Get https://golang.org/x/sys/unix?go-get=1: dial tcp 216.239.37.1:443: i/o timeout)。解决方案为

golang在github上建立了一个镜像库，下载github上的镜像库放入GOPATH下即可。

mkdir -p $GOPATH/src/golang.org/x
cd $GOPATH/src/golang.org/x
git clone git://github.com/golang/sync.git
git clone git://github.com/golang/crypto.git
git clone git://github.com/golang/sys.git

或者通过添加代理的方式解决。

go env -w GO111MODULE=on
go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct  #编译不过去加代理

然后再进行go get -u -v -insecure github.com/sirupsen/logrus操作。

3.3、Ubuntu主机网络设置

sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens32 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -p tcp -m tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -j TCPMSS --set-mss 1400
sudo systemctl stop ufw

注意: 上面 ens32 為核網連到 Data Network (Internet) 的介面，可以由 ifconfig 及 route 得到。若你的介面名稱不同，請記得改。另外注意這些網路設定在重新開機後會消失，每次開機後要記得重做。

3.4、安装Free5GC核心网络

安装最新版本（v3.0.6）

cd ~
git clone --recursive -b v3.0.6 -j `nproc` https://github.com/free5gc/free5gc.git

如果下载不下来，可以试一下如下步骤：

步骤1：

cd ~
git clone --recursive -b v3.0.6 -j `nproc` git://github.com/free5gc/free5gc.git

步骤2：

cd ~/free5gc/NFs
ls *

发现amf ausf n3iwf nrf nssf pcf smf udm udr文件为空，则

# 删除空文件夹
rm -rf ~/free5gc/NFs/*
# 切换到NFs目录下
cd ~/free5gc/NFs
# 重新手动git
git clone git://github.com/free5gc/amf.git/
git clone git://github.com/free5gc/ausf.git/
git clone git://github.com/free5gc/n3iwf.git/
git clone git://github.com/free5gc/nrf.git/
git clone git://github.com/free5gc/nssf.git/
git clone git://github.com/free5gc/pcf.git/
git clone git://github.com/free5gc/smf.git/
git clone git://github.com/free5gc/udm.git/
git clone git://github.com/free5gc/udr.git/
git clone git://github.com/free5gc/upf.git/cd ~/free5gc
rm -rf ~/free5gc/NFs/webconsole  # webconsole 文件夹也为空，和处理一样，重新手动git webconsole文件
git clone git://github.com/free5gc/webconsole.git

完成

接着编译free5GC:

cd ~/free5gc
make

安装 gtp5g

cd ~
git clone https://github.com/free5gc/gtp5g.git
cd gtp5g
make
sudo make install

检查 gtp5g 是否安装成功：

lsmod | grep gtp

3.5、测试free5GC

free5GC 提供了一些测试程序，测试一些5G核心网网元的基本功能。先测试基本的测试程序：

cd ~/free5gc
./test.sh TestRegistration

若最后有PASS字眼出现则安装成功！可以继续一一执行下列测试：

./test.sh TestRegistration./test.sh TestGUTIRegistration./test.sh TestServiceRequest./test.sh TestXnHandover./test.sh TestDeregistration./test.sh TestPDUSessionReleaseRequest./test.sh TestPaging./test.sh TestN2Handover./test.sh TestNon3GPP./test.sh TestReSynchronisation./test_ulcl.sh -om 3 TestRegistration

4、安装UE/RAN模拟器

分两个步骤进行：

安装 UERANSIM
简单测试 free5GC + UERANSIM

4.1、建立 ueramsim VM

重复free5gc VM的建立步骤，产生一个新的VM

VM 命名为 ueransim, 记得所有网卡 MAC 都产生新的
成功后确定可以联网及使用 SSH 登入
更改 hostname 为ueransim
设置 Host-only 网卡的静态 IP 位址为 192.168.135.102
重启，并启动 free5gc
在 ueransim ping 192.168.135.101 测试与 free5gc 的连接，同样在 free5gc ping 192.168.135.102 测试与 ueransim 的连接

4.2、安装 UERANSIM

浏览器搜寻ueransim，得到网址：

aligungr/UERANSIM: Open source 5G UE and RAN … - GitHub

浏览阅读一下UERAMSIM开源项目的基本信息及用途。进入安装页面

Installation

下载UERANSIM

cd ~
git clone https://github.com/aligungr/UERANSIM
cd UERANSIM
git checkout v3.1.0

更新系统

sudo apt update
sudo apt upgrade

安装工具

sudo apt install make
sudo apt install g++
sudo apt install libsctp-dev lksctp-tools
sudo apt install iproute2
sudo snap install cmake --classic

编译UERANSIM

cd ~/UERANSIM
make

4.3、安装free5GC WebConsole

free5GC提供一个简单网页界面WebConsole来管理UE注册资料，供各NF使用。WebConsole需要Node.js及Yarn工具编译。

首先SSH登入free5gc(192.168.135.101)，先把可能存在的旧工具移除：

sudo apt remove cmdtest
sudo apt remove yarn

安装 Node.js 及 Yarn

curl -sS https://dl.yarnpkg.com/debian/pubkey.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://dl.yarnpkg.com/debian/ stable main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/yarn.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y nodejs yarn

开始建立WebConsole

cd ~/free5gc
make webconsole

4.4、使用WebConsole新增注册资料

先启动WebConsole服务器：

cd ~/free5gc/webconsole
go run server.go

终端机复印出使用网址:5000。然后再本机打开浏览器，输入网址http://192.168.135.101:5000

打开网页后，输入账号 admin，密码 free5gc
进入后拉宽浏览器，直到看到左侧Subscribers
选取 Subscribers 并新增一笔数据
注意除了 Operator Code Type 选择 OP 外，其它字段先保留预设数据，供后续模拟器使用
新增完成后，终端机按 Ctrl-C 就可停止 WebConsole

4.5、设定free5GC核心网元参数及UERANSIM参数

在free5gc，我们需要编辑三个配置文件：

~/free5gc/config/amfcfg.yaml
~/free5gc/config/smfcfg.yaml
~/free5gc/NFs/upf/build/config/upfcfg.yaml

SSH登入free5gc后，更改~/free5gc/config/amfcfg.yaml

cd ~/free5gc
vim config/amfcfg.yaml

将ngapIpList里的IP从127.0.0.1改成192.168.135.101，亦即：

...ngapIpList:  # the IP list of N2 interfaces on this AMF- 127.0.0.1

改成

...ngapIpList:  # the IP list of N2 interfaces on this AMF- 192.168.135.101  # 127.0.0.1

接著更改 ~/free5gc/config/smfcfg.yaml

vim config/smfcfg.yaml

将 userplane_information / up_nodes / UPF / interfaces / endpoints 里的 IP 从 127.0.0.8 改成 192.168.135.101，亦即

...interfaces: # Interface list for this UPF- interfaceType: N3 # the type of the interface (N3 or N9)endpoints: # the IP address of this N3/N9 interface on this UPF- 127.0.0.8

改成

...interfaces: # Interface list for this UPF- interfaceType: N3 # the type of the interface (N3 or N9)endpoints: # the IP address of this N3/N9 interface on this UPF- 192.168.135.101  # 127.0.0.8

最后更改 ~/free5gc/NFs/upf/build/config/upfcfg.yaml，将gtpu里的IP从127.0.0.8改为192.168.135.101，亦即：

...gtpu:- addr: 127.0.0.8

改成

...gtpu:- addr: 192.168.135.101  # 127.0.0.8

4.6、设置UERANSIM

在 ueransim，有两个配置文件跟free5GC有关：

~/UERANSIM/config/free5gc-gnb.yaml
~/UERANSIM/config/free5gc-ue.yaml

其中第二个文件为UE设定，内容应与free5gc的WebConsole产生的预设注册数据一致，不需更改。

首先SSH登入ueransim后，更改 ~/UERANSIM/config/free5gc-gnb.yaml，将ngaplp及gtpip的IP从127.0.0.1改成192.168.135.102，并将amfConfigs里的地址改成192.168.135.101，亦即

...ngapIp: 127.0.0.1   # gNB's local IP address for N2 Interface (Usually same with local IP)gtpIp: 127.0.0.1    # gNB's local IP address for N3 Interface (Usually same with local IP)# List of AMF address informationamfConfigs:- address: 127.0.0.1

改成

...ngapIp: 192.168.135.102  # 127.0.0.1   # gNB's local IP address for N2 Interface (Usually same with local IP)gtpIp: 192.168.135.102  # 127.0.0.1    # gNB's local IP address for N3 Interface (Usually same with local IP)# List of AMF address informationamfConfigs:- address: 192.168.135.101  # 127.0.0.1

接着可以检查~/UERANSIM/config/free5gc-ue.yaml，看设定资料是否和WebConsole里的资料一致，例如：

# IMSI number of the UE. IMSI = [MCC|MNC|MSISDN] (In total 15 or 16 digits)
supi: 'imsi-208930000000003'
# Mobile Country Code value
mcc: '208'
# Mobile Network Code value (2 or 3 digits)
mnc: '93'# Permanent subscription key
key: '8baf473f2f8fd09487cccbd7097c6862'
# Operator code (OP or OPC) of the UE
op: '8e27b6af0e692e750f32667a3b14605d'
# This value specifies the OP type and it can be either 'OP' or 'OPC'
opType: 'OP'...# Initial PDU sessions to be established
sessions:- type: 'IPv4'apn: 'internet'slice:sst: 0x01sd: 0x010203# List of requested S-NSSAIs by this UE
slices:- sst: 0x01sd: 0x010203...

与之前新增的注册资料一直。

4.7、测试free5GC + UERANSIM

SSH登入free5gc，若曾重启过free5gc，记得先做：

sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens32 -j MASQUERADE
sudo systemctl stop ufw

并执行下列指令：

sudo iptables -I FORWARD 1 -j ACCEPT

确定网络环境及配置文件已更改后，到free5gc执行./run.sh

cd ~/free5gc
./run.sh

此时free5gc核心网启动。

另外需准备三个终端可视窗口执行UERANSIM模拟器：

窗口1，登入ueransim，确定模拟器已编译好，且配置文件也已经改好，执行nr-gnb

cd ~/UERANSIM
build/nr-gnb -c config/free5gc-gnb.yaml

窗口2，登入ueransim，用管理员身份执行nr-gnb。

cd ~/UERANSIM
sudo build/nr-ue -c config/free5gc-ue.yaml

窗口3，登入ueransim，用ping测试模拟器，free5GC核心网及互联网络是否联通。首先，用ifconfig检查是否有建立通道uesimtun0:

# ifconfig
ens32: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500inet 192.168.22.136  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.22.255inet6 fe80::20c:29ff:fed8:883c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:d8:88:3c  txqueuelen 1000  (Ethernet)RX packets 161649  bytes 237293716 (237.2 MB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 33811  bytes 2117737 (2.1 MB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500inet 192.168.135.102  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.135.255inet6 fe80::20c:29ff:fed8:8846  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>ether 00:0c:29:d8:88:46  txqueuelen 1000  (Ethernet)RX packets 4950  bytes 365572 (365.5 KB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 5784  bytes 1009070 (1.0 MB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)RX packets 1059  bytes 87750 (87.7 KB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 1059  bytes 87750 (87.7 KB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0uesimtun0: flags=4305<UP,POINTOPOINT,RUNNING,NOARP,MULTICAST>  mtu 1500inet 60.60.0.1  netmask 255.255.255.255  destination 60.60.0.1inet6 fe80::580d:6902:7845:d910  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 500  (UNSPEC)RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 2  bytes 96 (96.0 B)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

接着使用ping:

ping -I uesimtun0 baidu.com

若有回应代表系统及网络成功运作，恭喜~

4.8、常见问题

若安装与执行free5GC及UERANSIM过程中发生问题，先记得有无执行下面几点，完成在开始测试：

free5gc VM若重新启动，有无先执行网络配置：

sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o ens32 -j MASQUERADE
sudo systemctl stop ufw
sudo iptables -I FORWARD 1 -j ACCEPT

free5gc VM若想执行测试./test.sh TestXXX，检查配置文件有无回复原状

~/free5gc/config/amfcfg.yaml
~/free5gc/config/smfcfg.yaml
~/free5gc/NFs/upf/build/config/upfcfg.yaml

可用git diff检查，若测试仍有问题，可先清除MongoDB资料库再试：

$ mongo free5gc...
> db.dropDatabase()
{ "dropped" : "free5gc", "ok" : 1 }
> exit
bye

VM的网卡名称及IP是否正确，且和相关的配置文件或命令相符。可从你的主机ping 192.168.135.101及ping 192.168.135.102，并在你的虚拟机ifconfig及测试对外连接ping。

若已经成功安装测试free5GC及UERANSIM，想知道接下来做什么，可以在执行之后的简单应用。要理解及修改free5GC的程序内容，除了5G标准文件需要研读外，可从test.sh及run.sh着手看网络及程序如何设定。基本网络原理有些参考文件如下：

网络设置参考文件

5、free5gGC 小试身手

此示范我们将利用free5GC核网及UE/RAN模拟器操作一些简单的网络应用：

ping + tcpdump
wget
xxx (ssh root@xxx)

5.1、ping + tcpdump

首先将free5GC核网及UERANSIM启动（free5gc需要一个终端机，ueransim需要两个终端机）。

再开启新的终端机xshell登入ueransim:

ssh 192.168.56.102

用ifconfig确认uesimtun0信道已建立，并用ping试试藉由uesimtun0能否连通：

$ ping baidu.com
PING baidu.com (220.181.38.148) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=1 ttl=127 time=21.5 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=2 ttl=127 time=21.4 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=3 ttl=127 time=21.7 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=4 ttl=127 time=22.9 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=5 ttl=127 time=22.7 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=6 ttl=127 time=22.5 ms
^C
--- baidu.com ping statistics ---
6 packets transmitted, 6 received, 0% packet loss, time 5018ms
rtt min/avg/max/mdev = 21.361/22.102/22.875/0.603 ms

$ ping -I uesimtun0 baidu.com
PING baidu.com (220.181.38.148) from 60.60.0.1 uesimtun0: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=1 ttl=127 time=22.4 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=2 ttl=127 time=22.7 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=3 ttl=127 time=22.2 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=4 ttl=127 time=22.9 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=5 ttl=127 time=22.3 ms
64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=6 ttl=127 time=23.3 ms
^C
--- baidu.com ping statistics ---
6 packets transmitted, 6 received, 0% packet loss, time 5010ms

先用route -n命令观察现有的routing table，显示出关于两个网络界面ens32及ens33的规则：

$ route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.22.2    0.0.0.0         UG    100    0        0 ens32
192.168.22.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens32
192.168.22.2    0.0.0.0         255.255.255.255 UH    100    0        0 ens32
192.168.135.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens33

其中192.168.22.0/24网络及ens32界面为VMware NAT网卡所建立。我们先关闭此界面：

$ sudo ifconfig ens32 down
$ route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.135.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens33

只剩Host-only 192.168.135.0/24网络。执行ping看看：

#114.114.114.114是国内移动、电信和联通通用的DNS
$ ping 114.114.114.114
ping: connect: Network is unreachable

发现无法连接，但执行：

$ ping -I uesimtun0 114.114.114.114
PING 114.114.114.114 (114.114.114.114) from 60.60.0.1 uesimtun0: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 114.114.114.114: icmp_seq=1 ttl=127 time=28.7 ms
64 bytes from 114.114.114.114: icmp_seq=2 ttl=127 time=29.6 ms
^C
--- 114.114.114.114 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1002ms
rtt min/avg/max/mdev = 28.710/29.162/29.615/0.452 ms

则有反应，因为我们要求ping走free5GC核网路径。想要让ping 8.8.8.8成功，我们可以用uesimtun0界面（IP为60.60.0.1）当作新的预设网关：

$ sudo ip r add default dev uesimtun0
$ route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         0.0.0.0         0.0.0.0         U     0      0        0 uesimtun0
192.168.135.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens33

如此所有192.168.135.0/24以外的封包都会走uesimtun0。因此再执行便可成功：

$ ping 114.114.114.114
PING 114.114.114.114 (114.114.114.114) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 114.114.114.114: icmp_seq=1 ttl=127 time=29.8 ms
^C
--- 114.114.114.114 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 29.757/29.757/29.757/0.000 ms

但若想执行：

$ ping baidu.com
ping: baidu.com: Temporary failure in name resolution

则得到无法辨认网络网址。要解决此问题，我们可以更改配置文件/etc/resolv.conf（但注意要记得恢复）：

$ sudo vim /etc/resolv.conf

暂时将nameserver IP改成114.114.114.114

nameserver 114.114.114.114

这时已可以看到反应：

root@ueransim:/home/ubuntu# ping baidu.com
PING baidu.com (220.181.38.251) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 220.181.38.251 (220.181.38.251): icmp_seq=1 ttl=127 time=22.8 ms
64 bytes from 220.181.38.251 (220.181.38.251): icmp_seq=2 ttl=127 time=23.8 ms
64 bytes from 220.181.38.251 (220.181.38.251): icmp_seq=3 ttl=127 time=23.4 ms
^C

要进一步确认ping过程的确由free5GC核网接入，我们可以再开另一个终端机登入ueransim，执行下列指令：

$ sudo tcpdump -n -i any host 60.60.0.1 or 192.168.135.101
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked v1), capture size 262144 byte

并在原来终端机再下ping 114.114.114.114指令。几秒后两边都按Ctrl-C。可以观察到相关封包的确藉由uesimtun0送出及回传。

$ sudo tcpdump -n -i any host 60.60.0.1 or 192.168.135.101
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked v1), capture size 262144 bytes
01:47:59.034673 IP 60.60.0.1 > 114.114.114.114: ICMP echo request, id 10, seq 1, length 64
01:47:59.035680 IP 192.168.135.102.2152 > 192.168.135.101.2152: UDP, length 100
01:47:59.063457 IP 192.168.135.101.2152 > 192.168.135.102.2152: UDP, length 100
01:47:59.064005 IP 114.114.114.114 > 60.60.0.1: ICMP echo reply, id 10, seq 1, length 64
01:48:00.038335 IP 60.60.0.1 > 114.114.114.114: ICMP echo request, id 10, seq 2, length 64
01:48:00.038900 IP 192.168.135.102.2152 > 192.168.135.101.2152: UDP, length 100
01:48:00.066075 IP 192.168.135.101.2152 > 192.168.135.102.2152: UDP, length 100

5.2、wget

网络上任意找个网站下载。例如：

$ wget baidu.com
--2021-11-06 01:39:54--  http://baidu.com/
Resolving baidu.com (baidu.com)... 220.181.38.251, 220.181.38.148
Connecting to baidu.com (baidu.com)|220.181.38.251|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 81 [text/html]
Saving to: ‘index.html’index.html                         100%[================================================================>]      81  --.-KB/s    in 0s      2021-11-06 01:39:54 (6.77 MB/s) - ‘index.html’ saved [81/81]

能够下载百度页面主页。

5.3、ssh

可以试试能否连接外网服务器：

ssh root@xxx.xxx.xxx.xxx

参考网站：

https://github.com/free5gc/free5gc

https://blog.csdn.net/weixin_41973619/article/details/109121184

https://www.free5gc.org/installations/stage-3/