物联网端对端服务层服务质量管理制造技术

方法、系统、和设备可以通过使用服务层(SL)会话来支持端对端(E2E)服务质量(QoS)。例如，应用能够基于应用指定的日程、延迟、抖动、错误率、吞吐量、安全级别和成本要求来与目标装置通信。示例性系统150支持用于以端对端方式管理QoS的机制。系统150支持需要应用156指定按需E2E QoS要求的使用案例。按需E2E QoS要求可以包括可达性调度(例如，当应用需要可达到的目标M2M/IoT设备以服务其SL请求时)，E2E延迟、E2E吞吐量、E2E抖动、E2E错误率、E2E安全级别、或E2E的通信成本等。系统150包括经由局域和广域底层网络(例如，3GPP 161、宽带以太网162、Wi‑Fi 163或6LoWPAN 164)的不同组合彼此互连的物联网(IoT)服务器(例如，IoT服务器152)、IoT网关(例如，IoT网关151)和设备(例如，IoT现场设备153或IoT设备154)。在服务器和网关上托管的是IoT SLs的实例(例如，IoT SL 166或IoT SL 165)。在现场中的装置上托管以及后端中的装置是相互通信的IoT应用(例如，IoT设备应用155和IoT应用156)。例如，患者的IoT传感器或致动器与后端患者监测应用之间的E2E通信。系统150进一步包括服务层连接管理器(SLCM)功能(例如，SLCM 157或SLCM 158)，应用连接管理器(ACM)功能(例如，ACM 159或ACM 160)和底层网络连接管理器(UNCM)功能(例如，UNCM 167、UNCM 168或UNCM 169)。SLCM、ACM和UNCM功能一起彼此交互，以更智能地管理和配置支持E2E QoS中的应用、服务器、网关和IoT装置的连接性和端对端底层网络QoS。

Service quality management of end to end service layer in Internet of things

Methods, systems, and devices can support end to end (E2E) quality of service (QoS) by using the service layer (SL) session. For example, an application can communicate with the target device based on the schedule, delay, jitter, error rate, throughput, security level, and cost requirements specified by the application. The exemplary system 150 supports mechanisms for managing QoS in end to end mode. System 150 supports the need to apply 156 specified E2E QoS requirements for use cases. On demand E2E QoS requirements can include accessibility scheduling (for example, when an application needs to reach a target M2M/IoT device to serve its SL request), E2E delay, E2E throughput, E2E jitter, E2E error rate, E2E security level, or E2E communication cost. The system 150 includes a IoT server (for example, a IoT server 152), a IoT gateway (E. E, IoT gateway 151) and a standby (for example, IoT field device 153 or IoT device 154) via a local and wide area underlying network (for example, a 3GPP 161, a broadband Ethernet 162, a Wi Fi 163 or a 6LoWPAN 164). An instance of IoT SLs is hosted on the server and gateway (for example, IoT SL 166 or IoT SL 165). Devices hosted on devices in the field and in the back end are IoT applications that communicate with each other (for example, IoT device applications 155 and IoT applications 156). For example, the E2E communication between the patient's IoT sensor or actuator and the back-end patient monitoring application. The system 150 further includes a service layer connection manager (SLCM) function (for example, SLCM 157 or SLCM 158), applying the connection manager (ACM) function (for example, ACM 159 or ACM 160) and the underlying network connection manager (UNCM) functions (for example, UNCM 167, UNCM 168 or UNCM 169). SLCM, ACM, and UNCM functions interact with each other to more intelligently manage and configure the connectivity of the applications, servers, gateways and IoT devices in E2E QoS and the end - to - end network QoS.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】物联网端对端服务层服务质量管理相关申请的交叉引用本申请要求于2015年8月4日提交的标题为“物联网端对端服务层服务质量管理(InternetofThingsEnd-to-EndServiceLayerQualityofServiceManagement)”的美国临时专利申请第62/200,752号的权益，该申请的内容通过引用并入本文。
技术介绍
M2M/IoTSLM2M/IoT服务层(SL)是专门针对为M2M/IoT装置和应用提供增值服务的技术。近来，若干行业标准机构(例如，oneM2M功能架构-V-1.6.1和ETSITS102690机器对机器通信(M2M)功能架构V2.0.13)一直在开发M2M/IoTSLs来解决与将M2M/IoT装置和应用集成到具有互联网/Web、蜂窝、企业、和家庭网络的部署所面临的挑战。机器对机器/物联网(M2M/IoT)服务层(SL)可以提供对面向M2M/IoT的能力的集合的访问。一些示例能力包括安全、计费、数据管理、装置管理、发现、供应和连接性管理。参见oneM2M-TS-0001，oneM2M功能架构-V-1.6.1，其通过引用全部并入本文。经由利用由M2M/IoTSL支持的消息格式、资源结构和资源表示的应用编程接口(API)，这些能力可以使应用是可用的。图1图示了可以支持服务层的示例性协议栈。从协议栈的角度来看，SL101可以位于应用协议层102和下面的应用层103的上方，并且可以向支持的应用提供增值服务。SL101可以被归类为“中间件”服务。会话通信会话通常涉及在两个或更多个通信实体(例如，装置、应用等)之间的信息的持续互动交换。通信会话在某个时间点建立，并且基于各种情况(例如，在会话超时之后或者当实体中的一个决定终止会话时)在稍后的时间点处拆除。通信会话可能涉及实体之间的多条消息的交换并且可以是有状态的。有状态可以意旨通信实体中的至少一个保存了关于会话历史的信息，以便能够维持通信会话(例如，适用于会话参与者的连接性、注册、安全、日程、和数据)。可以将通信会话实现为在网络协议栈中的不同层处的协议和服务的部分。作为示例，图2图示了在网络节点104与网络节点105之间建立的通信会话。前面提到的网络节点104和105的通信会话可以是基于传输协议层110(例如，TCP连接)、会话协议层109(例如，TLS和DTLS会话)、web传输协议层108(例如，HTTP和CoAP会话)、M2M/IoTSL107(例如，oneM2M会话)和专用会话106。传统应用会话是在两个或更多个应用之间的通信会话，该通信会话由应用本身而不是由底层通信协议(underlyingcommunicationprotocol)或者服务层建立和管理。因此，应用会话能够将额外的开销和复杂性添加到应用。例如，传统应用会话可能需要应用本身来配置、建立、并管理会话。这能够涉及创建和管理会话上下文(sessioncontext)，诸如，证书(credentials)、标识符、路由信息、发现信息、位置、交易历史和数据。M2M/IoTSL会话是通过由SL支持的增值会话管理服务促成的通信会话。这些服务能够包括诸如用于在SL端点之间建立SL会话并且收集和维持与SL会话及其端点相关的上下文的机制的能力。可以在两个或更多个SL会话端点之间建立SL会话，其中，这些端点可以是应用或者SL实例。然而，在最低程度上，SL的至少一个实例必须参与会话以充当SL会话的促进者(即，提供必要的SL会话管理功能)。“SL实例”可以被认为是服务层(例如，在装置上托管的服务层)的单个实例化。“SL会话”是SL与应用之间的通信会话。SL能够支持多个同时进行的SL会话。图3图示了M2M/IoTSL会话的示例。在第一示例中，在112中，在单个应用与SL实例之间建立SL会话。这是0-跳SL会话的示例，因为它不横跨SL实例。在113中，第二示例示出了在两个SL实例之间建立的SL会话。这是0-跳SL会话的另一个示例。在114中，第三示例示出了在横跨公共SL实例117的两个应用之间建立的SL会话，因此，这是1-跳SL会话的示例。在115中，第四示例示出了在横跨两个SL实例(SL实例116和SL实例117)的三个应用之间建立的M2MSL会话并且是2-跳SL会话的示例。M2M/IoTSL会话的一个益处是能够使用这些M2M/IoTSL会话来使应用卸载必须建立和维持其自身的基于应用的会话的负担。这是因为SL会话与应用会话的不同在于，将建立并且维持会话所涉及的开销的冲击卸载到SL，使得应用不再负担这个责任。可以卸载到SL的开销的一些示例能够包括会话上下文(诸如，证书、标识符、路由信息、发现信息、位置、交易历史、和数据)的创建和管理。SL会话可以被分层在一个或多个底层传输或访问网络通信会话(在本文中也可以称为连接)的顶部上。一些示例可以包括web传输协议会话(例如，HTTP会话)、会话层会话(例如，传输层会话(TLS))、传输层连接(例如，传输控制协议(TCP))、底层访问网络连接(例如，3GPP、宽带以太网、Wi-Fi、蓝牙)。这种分层允许SL会话支持关于低层会话的持续性，使得SL会话能够持续并且独立于低层会话的建立和拆除来维持该SL会话。例如，尽管SL会话的底层TCP或TLS会话被重复建立和拆除，这种重复建立和拆除在正常的网络通信过程(例如，由于省电方法和移动性)期间是相当典型的，但是SL会话能够持续。在会话参与者之间建立M2M/IoTSL会话可以作为SL注册过程的部分或者作为其后的单独过程而发起。一旦建立，可以使用SL会话来收集并且维持与会话参与者和在这些会话参与者之间发生的通信相关的SL上下文。例如，可以为每个会话收集并且维持SL会话上下文，诸如会话参与者的注册状态和安全证书、用于会话参与者的订阅标准和联系信息、在SL资源中存储的会话参与者数据、由会话参与者执行的交易的历史。终止在会话参与者之间的SL会话可以作为SL注销过程的部分或者作为在注销发生之前执行的单独过程而发起。值得注意的一点的是，SL会话的建立以及SL会话上下文在特定SL会话的有效期期间的积累可能涉及会话参与者大量的时间和精力。因此，与缺乏这种持续性的低层传输和访问网络会话进行比较，SL会话的持续性质是其主要的增值微分器中的一个。代表应用，可以使用持续的SL会话来维持SL会话上下文，使得应用本身不必维持该信息。另外，在拆除低层会话时，SL会话上下文可以持续，并且在重新建立低层连接时，该上下文仍可用于应用。因此，能够独立于非持续的底层传输会话或者访问网络连接来维持该上下文。SL会话上下文的一些示例可以包括用于应用的SL注册、订阅、证书、标识符、计费记录、路由信息、发现信息、位置、交易历史和数据。oneM2MSL架构正在开发的oneM2M标准(oneM2M功能架构)限定了称为公共服务实体(CSE)的服务层，如图4所示。Mca参考点与应用实体(AE)接口连接。Mcc参考点与相同的服务提供商域内的另一个CSE接口连接并且Mcc’参考点与不同的服务提供商域中的另一个CSE接口连接。Mcn参考点与底层网络服务实体(NSE)接口连接。NSE向CSEs提供底层网络服务，诸如，装置管理、位置服务和装置触发。CSE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：处理器；以及存储器，所述存储器与所述处理器耦合，所述存储器包括可执行指令，所述可执行指令在由所述处理器执行时使所述处理器完成操作，所述操作包括：确定用于应用的端对端服务质量要求；转发对要建立端对端服务层会话的请求，所述请求包括用于所述应用的所述确定的端对端服务质量要求；接收确认与远程设备建立所述端对端服务层会话的消息；以及响应于接收到确认与所述远程设备建立端对端服务层会话的消息，使用所述端对端服务层会话进行通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.04 US 62/200,7521.一种设备，包括：处理器；以及存储器，所述存储器与所述处理器耦合，所述存储器包括可执行指令，所述可执行指令在由所述处理器执行时使所述处理器完成操作，所述操作包括：确定用于应用的端对端服务质量要求；转发对要建立端对端服务层会话的请求，所述请求包括用于所述应用的所述确定的端对端服务质量要求；接收确认与远程设备建立所述端对端服务层会话的消息；以及响应于接收到确认与所述远程设备建立端对端服务层会话的消息，使用所述端对端服务层会话进行通信。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述消息包括用于所述建立的端对端服务层会话的服务层标识。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述应用将所述服务质量要求提供给配置底层网络的服务层，所述底层网络将所述设备和另一个服务层设备进行连接。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述应用将所述服务质量要求经由所述请求提供给服务层，所述服务层配置底层网络，所述底层网络将所述设备和另一个服务层设备进行连接。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述服务质量要求包括用于所述端对端服务层会话的最小吞吐量阈值。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述服务质量要求包括用于所述端对端服务层会话的最小可达性日程。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述服务质量要求包括用于所述端对端服务层会话的最小错误率阈值。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述服务质量要求包括用于所述端对端服务层会话的最小安全级别阈值。9.一种系统，包括：显示器；以及设备，所述设备与所述显示器通信地连接，所述设备包括：处理器；以及存储器，所述存储器与所述处理器耦合，所述存储器包括可执行指令，所述可执行指令在由所述处理器执行时使所述处理器实现操作，所述操作包括：确定用于应用的端对端服务质量要求；发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：黛尔·N·希德，迈克尔·F·斯塔西尼克，维诺德·库马尔·乔伊，李庆光，约根德拉·C·沙阿，威廉·罗伯特·弗林四世，沙米姆·阿克巴尔·拉赫曼，陈卓，
申请(专利权)人：康维达无线有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US