OAI 完全搭建手册
OAI搭建完全手册
开源软件OAI搭建终于成功，主要参照官网操作手册，并不断解决出现的各种问题，现将安装配置过程和遇到的主要问题整理在此文档，以供参考学习。
1 代码解析
OAI开源代码分为两个部分：eNB模块openairinterface5g和核心网模块openair-cn，老版本代码的核心网部分包含EPC和HSS两个模块，新版本核心网包含MME、HSS、SPGW三个模块。推荐安装master branch，因为官网确保master是最稳定的版本，有其他开发兴趣的可以check develop branch。
2 系统环境
我们的核心网安装在ThinkStation 64位主机上，系统Ubuntu 14.04，内核版本4.7；eNB安装使用64位华硕主板，硬件要求corei5,i7，主频3.0GHz以上，USB3.0（射频前端要求），系统Ubuntu14.04.3 LTS，内核版本3.19。建议使用华硕主板，因为相关CPU frequency的配置较为容易。
官网链接：https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/OpenAirSystemRequirements
3 安装步骤
3.1 安装内核
eNB：
1. 安装Ubuntu 14.04.3系统
2. 在BIOS里关掉所有功耗管理性能(sleep states, in particular C-states，CPU frequencyscaling )：
- 在/etc/default/grub中添加intel_pstate=disable，也可以添加processor.max_cstate=1intel_idle.max_cstate=0 idle=poll（optional）
- 执行update-grub。
- 在/etc/modprobe.d/blacklist.conf最末添加blacklistintel_powerclamp，如果文件不存在，新建一个。
- 最后确认在BIOS 关闭hyperthreading,CPU frequency control, C-States, P-States 和其他功耗管理。
- 安装 cpufrequtils:
sudo apt-get install cpufrequtils
编辑以下文件(如不存在新建一个):
sudo vi /etc/default/cpufrequtils
添加下面这行到文件中：
GOVERNOR="performance"
保存退出
关闭ondemand daemon，防止重启后被改写.
sudo update-rc.d ondemand disable
3. 安装3.19lowlatency内核：
sudo apt-get install linux-image-3.19.0-61-lowlatency linux-headers-3.19.0-61-lowlatency
4. Reboot
Corenetwork：
1. 系统为Ubuntu14.04.5 LTS
2. 安装4.7.x版本内核，可选择官网pre-compile版本：
git clone https://gitlab.eurecom.fr/oai/linux-4.7.x.git
cd linux-4.7.x
sudo dpkg -i linux-headers-4.7.7-oaiepc_4.7.7-oaiepc-10.00.Custom_amd64.deb linux-image-4.7.7-oaiepc_4.7.7-oaiepc-10.00.Custom_amd64.deb
3. Reboot，从4.7.7-oaiepc内核启动
官网链接：https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/OpenAirKernelMainSetup
问题：
之前未重新安装4.7内核时，运行spgw会报错error inloading gtp kernel module；后从源码安装带有gtp module的4.7.x内核，登录不了图形界面，原因是xorg server不能成功运行，且spgw运行时报错相同。登录界面问题通过crtl+alt+F1进入命令行界面，安装gnome服务解决。Gtp module加载失败的问题未解决，怀疑系统和内核未很好的安装所致，故重新安装了oai的pre-compile的4.7.x内核，gtp问题解决。
3.2 下载代码
1. 安装git：
sudo apt-get update
sudo apt-get install subversion git
2. 添加许可证：
Sudo su
echo -n | openssl s_client -showcerts -connect gitlab.eurecom.fr:443 2>/dev/null | sed -ne '/-BEGIN CERTIFICATE-/,/-END CERTIFICATE-/p' >> /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
3. 下载源码：
eNB：
git clone https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g.git
corenetwork：
git clone https://gitlab.eurecom.fr/oai/openair-cn.git
官网链接：https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/GetSources
3.3 安装mysql-server
理论上讲，按照3.4步骤执行./build_hss–i 时会自动安装mysql-server和phpmyadmin数据库管理软件，但是在实际安装时并没有自动弹出安装mysql-server，导致phpmyadmin也不能成功安装，故需要在此之前在核心网机器上单独安装mysql-server。
Core network：
Sudo apt-get install mysql-server
安装过程中会弹出如下对话框，设置mysql的root密码。本机设置为linux。
如果安装过程出现任何问题，无法成功配置root密码，则还可在命令行进行配置：
1. 打开my.cnf文件添加语句skip-grant-tables
Cd /etc/mysql
Vim my.cnf
Service mysqld restart
2. 用空密码登录，切换至mysql库
Mysql –u root –p
mysql> use mysql
3. 重设密码
mysql> update user set password=PASSWORD("new_pass") where user='root';
4. 回到vim /etc/mysql/my.cnf，把刚才加入的那一行“skip-grant-tables”注释或删除掉
5. 重新启动使用新密码登录
sudo service mysql restart
mysql –u root -p
3.4 Autobuild安装缺少的包
eNB：
cd openairinterface5g #YOUR_openairinterface5g_DIRECTORY
source oaienv #Very important. It sets the correct environment variables.
cd cmake_targets
./build_oai -I --install-optional-packages #need to run only once
./build_oai –h #show help
Corenetwork:
cd openair-cn #YOUR_openair-cn_DIRECTORY
cd SCRIPTS
./build_mme -i #Need to run only once to install missing packages
./build_hss -i #Need to run only once to install missing packages
./build_spgw -i #Need to run only once
官网链接：https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/AutoBuild
在核心网安装此过程中会弹出对话框进行phpmyadmin的配置：
1. 安装phpmyadmin数据库，选择ok
2. 此处输入mysql的root密码linux：
3. 输入phpmyadmin的密码，可随意设置。
4. Web server选择为apache：
问题：
1. 安装过程中报错error2002：can't connect to local mysql server through socket。
检查后发现mysql-server并没有自动安装。为了避免后续导入数据库出错，重新安装了系统和内核，在执行此步骤前先手动安装mysql-server，问题解决。
2. 在浏览器输入127.0.0.1/phpmyadmin,出现not found界面。
需要在Apache配置中添加phpmyadmin
打开apache.conf文件：
vim /etc/apache2/apache2.conf
添加下面语句：
Include /etc/phpmyadmin/apache.conf
重新启动apache服务：
/etc/init.d/apache2 restart
3.5 修改配置文件
eNB：
1. 修改eNB配置文件，位置：~/openairinterface5g/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE-EPC/CONF/enb.band7.tm1.usrpb210.conf
tracking_area_code = "1";
mobile_country_code = "466";
mobile_network_code = "68";
////////// MME parameters:
mme_ip_address = ( { ipv4 = "192.168.31.134";
ipv6 = "192:168:30::17";
active = "yes";
preference = "ipv4";
}
);
NETWORK_INTERFACES :
{
ENB_INTERFACE_NAME_FOR_S1_MME = "eth0";
ENB_IPV4_ADDRESS_FOR_S1_MME = "192.168.31.210/24";
ENB_INTERFACE_NAME_FOR_S1U = "eth0";
ENB_IPV4_ADDRESS_FOR_S1U = "192.168.31.210/24";
ENB_PORT_FOR_S1U = 2152; # Spec 2152
};
此文件需要更改两处，第一是与所烧sim卡信息对应的mmc，mnc值，第二是eNB本机的网卡与ip地址与核心网MME的ip地址。我们所使用的sim卡imsi=466680000000001.eNB端网卡为eth0，ip address：192.168.31.210，MME的ip address为192.168.31.134.
2. 修改openairinterface5g/openair3/UTILS/mmc-mnc-itu.c文件，添加{466.68}.
Corenetwork：
1. 配置FQDN
域名需要为MME正确配置，我们可以通过hosts查看：
cat /etc/hostname
openair-cn
如下修改etc/hosts文件：
$ cat /etc/hosts
127.0.0.1 localhost
127.0.1.1 openair-cn.openair4G.eur openair-cn
127.0.1.1 hss.openair4G.eur hss
修改host后要重启机器。
在以下信息完全符合时方可继续！
$ hostname
Openair-cn
$ hostname -f
Openair-cn.openair4G.eur
2. 修改core network配置文件
将EPC的配置文件复制到/usr/local/etc/oai目录中：
sudo mkdir -p /usr/local/etc/oai/freeDiameter
sudo cp ~/openair-cn/ETC/mme.conf /usr/local/etc/oai
sudo cp ~/openair-cn/ETC/hss.conf /usr/local/etc/oai
sudo cp ~/openair-cn/ETC/spgw.conf /usr/local/etc/oai
sudo cp ~/openair-cn/ETC/acl.conf /usr/local/etc/oai/freeDiameter
sudo cp ~/openair-cn/ETC/mme_fd.conf /usr/local/etc/oai/freeDiameter
sudo cp ~/openair-cn/ETC/hss_fd.conf /usr/local/etc/oai/freeDiameter
此后只修改此目录下的配置文件
3. hss.conf
HSS :
{ ## MySQL mandatory options
MYSQL_server = "127.0.0.1";
MYSQL_user = "root";
MYSQL_pass = "linux"; #此处为配置mysql是设置的root密码
MYSQL_db = "oai_db";
## HSS options
OPERATOR_key = "11111111111111111111111111111111"; # OP key for oai_db.sql
RANDOM = "true";
## Freediameter options
FD_conf = "/usr/local/etc/oai/freeDiameter/hss_fd.conf";
};
此文件中注意配置好mysql的登录名和密码，OPERATOR_key是sim卡中确定的。本卡中为32位的1.
4. hss_fd.conf
Identity = "hss.openair4G.eur";
Realm = "openair4G.eur";
5. mme_fd.conf
Identity = "openair-cn.openair4G.eur";
Realm = "openair4G.eur";
ConnectPeer= "hss.openair4G.eur" { ConnectTo = "127.0.0.1"; No_SCTP ; No_IPv6; Prefer_TCP; No_TLS; port = 3868; realm = "openair4G.eur";};
6. mme.conf
REALM = "openair4G.eur";
S6A :
{
S6A_CONF = "/usr/local/etc/oai/freeDiameter/mme_fd.conf"; # YOUR MME freeDiameter config file path
HSS_HOSTNAME = "hss"; # THE HSS HOSTNAME
};
GUMMEI_LIST = (
{MCC="466" ; MNC="68"; MME_GID="4" ; MME_CODE="1"; } # YOUR GUMMEI CONFIG HERE
);
TAI_LIST = (
{MCC="466" ; MNC="68"; TAC = "1"; } # YOUR PLMN CONFIG HERE
);
NETWORK_INTERFACES :
{
# MME binded interface for S1-C or S1-MME communication (S1AP), can be ethernet interface, virtual ethernet interface, we don't advise wireless interfaces
MME_INTERFACE_NAME_FOR_S1_MME = "eth0"; # YOUR NETWORK CONFIG HERE
MME_IPV4_ADDRESS_FOR_S1_MME = "192.168.31.134/24"; # YOUR NETWORK CONFIG HERE
# MME binded interface for S11 communication (GTPV2-C)
MME_INTERFACE_NAME_FOR_S11_MME = "lo"; # YOUR NETWORK CONFIG HERE
MME_IPV4_ADDRESS_FOR_S11_MME = "127.0.11.1/8"; # YOUR NETWORK CONFIG HERE
MME_PORT_FOR_S11_MME = 2123; # YOUR NETWORK CONFIG HERE
};
S-GW :
{
# S-GW binded interface for S11 communication (GTPV2-C), if none selected the ITTI message interface is used
SGW_IPV4_ADDRESS_FOR_S11 = "127.0.11.2/8"; # YOUR NETWORK CONFIG HERE
};
此文件中要注意修改MCC，MNC以及MME的网卡及ip地址。
7. spgw.conf
S-GW :
{
NETWORK_INTERFACES :
{
# S-GW binded interface for S11 communication (GTPV2-C), if none selected the ITTI message interface is used SGW_INTERFACE_NAME_FOR_S11 = "lo"; # STRING, interface name, YOUR NETWORK CONFIG HERE SGW_IPV4_ADDRESS_FOR_S11 = "127.0.11.2/8"; # STRING, CIDR, YOUR NETWORK CONFIG HERE # S-GW binded interface for S1-U communication (GTPV1-U) can be ethernet interface, virtual ethernet interface, we don't advise wireless interfaces
SGW_INTERFACE_NAME_FOR_S1U_S12_S4_UP = "eth0"; # STRING, interface name, YOUR NETWORK CONFIG HERE, USE "lo" if S-GW run on eNB host
SGW_IPV4_ADDRESS_FOR_S1U_S12_S4_UP = "192.168.31.134/24"; # STRING, CIDR, YOUR NETWORK CONFIG HERE
SGW_IPV4_PORT_FOR_S1U_S12_S4_UP = 2152; # INTEGER, port number, PREFER NOT CHANGE UNLESS YOU KNOW WHAT YOU ARE DOING
# S-GW binded interface for S5 or S8 communication, not implemented, so leave it to none
SGW_INTERFACE_NAME_FOR_S5_S8_UP = "none"; # STRING, interface name, DO NOT CHANGE (NOT IMPLEMENTED YET)
SGW_IPV4_ADDRESS_FOR_S5_S8_UP = "0.0.0.0/24"; # STRING, CIDR, DO NOT CHANGE (NOT IMPLEMENTED YET)
};
P-GW =
NETWORK_INTERFACES :
{ # P-GW binded interface for S5 or S8 communication, not implemented, so leave it to none
PGW_INTERFACE_NAME_FOR_S5_S8 = "none"; # STRING, interface name, DO NOT CHANGE (NOT IMPLEMENTED YET)
# P-GW binded interface for SGI (egress/ingress internet traffic) PGW_INTERFACE_NAME_FOR_SGI = "eth0"; # STRING, YOUR NETWORK CONFIG HERE
PGW_MASQUERADE_SGI = "yes"; # STRING, {"yes", "no"}. YOUR NETWORK CONFIG HERE, will do NAT for you if you put "yes".
UE_TCP_MSS_CLAMPING = "no"; # STRING, {"yes", "no"}.
};
此中要注意修改网卡和ip地址。
8. 修改openair-cn/SRC/UTILS/mmc-mnc-itu.c文件，添加{466.68}.
官网链接：https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/HowToConnectCOTSUEwithOAIeNBNew
3.6 Compile
eNB：
将usrpb210插上USB3.0口进行编译
cd ~/openairinterface
source oaienv
cd cmake_targets
./build_oai -I --eNB -x --install-system-files -w USRP --install-optional-packages #for USRP
-I: installs required packages.
--eNB: installs eNB, i.e., lte-softmodem.
-x: adds a software oscilloscope feature to the producedbinaries.
--install-system-files: installs OAI required files inLinux system.
-w: adds the hardware support, which is USRP in our case.
--install-optional-packages: Installs optional packages
Corenetwork：
1. 安装许可证
cd ~/openair-cn/SCRIPTS
./check_hss_s6a_certificate /usr/local/etc/oai/freeDiameter/ hss.openair4G.eur
./check_mme_s6a_certificate /usr/local/etc/oai/freeDiameter/ openair-cn.openair4G.eur
2. 编译hss，安装数据库
cd ~/openair-cn
cd SCRIPTS
./build_hss -c
./run_hss -i ~/openair-cn/SRC/OAI_HSS/db/oai_db.sql #Run only once to install database
此处oai会通过oai_db.sql脚本安装oai_db数据库，登录数据库可查看相关table。如果未成功安装，可后续通过此脚本进行手动添加数据库。
3. 编译mme
cd ~/openair-cn/SCRIPTS
./build_mme -c
4. 编译spgw
cd ~/openair-cn
cd SCRIPTS
./build_spgw -c
3.7 修改数据库
核心网本机浏览器输入127.0.0.1/phpmyadmin登录phpmyadmin界面对oai_db数据库进行修改，以匹配sim卡信息与MME信息。
1. Table users
选中左侧数据库oai_db，打开表users。点击上方Structure标签，将key，rand，OPc三个值的类型从varbinary改为binary。再点击上方SQL标签，在打开的空白框中输入
INSERT INTO users (`imsi`, `msisdn`, `imei`, `imei_sv`, `ms_ps_status`, `rau_tau_timer`, `ue_ambr_ul`, `ue_ambr_dl`, `access_restriction`, `mme_cap`, `mmeidentity_idmmeidentity`, `key`, `RFSP-Index`, `urrp_mme`, `sqn`, `rand`, `OPc`) VALUES ('466680000000001', '33611123456', '35609204079299', NULL, 'NOT_PURGED', '120', '40000000', '100000000', '47', '0000000000', '1', 0x8BAF473F2F8FD09487CCCBD7097C6862, '1', '0', '', 0x00000000000000000000000000000000, '');
执行后成功在表中添加了此user。其中imsi为sim卡对应信息（466680000000001）；key值为sim中确定信息（8BAF473F2F8FD09487CCCBD7097C6862）；mmeidentity设为1，要与mmeidentity中信息对应；sqn值可暂时不设，rand值随机设为32位的hex数；OPc值在鉴权中至关重要，它通过数据库中的key值与hss配置文件中设定的OP值计算得出，必须要与sim卡中此值相符，鉴权才可通过。故在配置数据库时一定要确定自己sim卡中的key，OP值，并在数据库和hss.conf文件中正确填写。
问题：
在修改数据库时我们遇到了一些问题，主要是所填信息与sim卡信息不符，填写方式不对等原因造成的。
1） 在phpmyadmin数据库中直接点击上方insert进行添加，报错key，rand和OPc三个值数据被截断；
2） 直接修改现有的数据，报错数据被截断；
3） 在mysql命令行中直接执行添加命令，有warning，原因还是数据被截断；
4） 修改key，rand和OPc的数据长度，从varbinary16改为varbinary32，添加数据不会被截断，但是运行hss时数据会自动变化，导致鉴权依旧失败。
最终通过学习查找数据类型的不同，将数据改为binary，并且添加时写成0x的16进制数，才添加成功，同时这也是我们调试系统跑通前解决的最后一个问题。
2. Table mmeidentity
将表格中idmmeidentity=1的那行mmehost改为oai-cn.openair4G.eur, mmerealm改为openair4G.eur, 与mme配置文件中相符。
3. Table pdn
新添加一行或修改一行，添加数据users_imsi=466680000000001.
4. Table pgw
将表中id=3（对应table pdn中的pgw_id值）的那行ipv4改为mme本机地址192.168.31.134，ipv6写0.
3.8 运行
在所有修改都完成后，可重复编译并运行。在所有模块中一定要先启动hss。
Corenetwork：
cd ~/openair-cn/SCRIPTS
./build_hss -c
./run_hss #Run for all subsequent runs
cd ~/openair-cn/SCRIPTS
./build_mme -c
./run_mme
cd ~/openair-cn/SCRIPTS
./build_spgw -c
./run_spgw
eNB:
cd ~/openairinterface5g/cmake_targets/lte_build_oai/build
sudo -E ./lte-softmodem -O ~openairinterface5g/targets/PROJECTS/GENERIC-LTE-EPC/CONF/enb.band7.tm1.usrpb210.conf -d
sudo -E ./lte-softmodem -h #(to see help options)
各模块运行成功后将sim卡放入HUAWEI Dongle中，断开笔记本电脑的网络连接，将dongle插入，笔记本电脑可正常上网。
当前网络性能不稳定，打开多个网页后会断开连接，还需后续调试。