一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法及系统，方法包括：S1、接收业务请求，并转发至MEC边缘节点；S2、通过MEC边缘节点的交换机发送Packet‑in消息至MEC节点控制器；S3、判断MEC边缘节点是否存在与业务请求一致的服务；S4、总控制器根据业务请求进行网络切片规划及选择后，发送Packet‑out消息至SDN子控制器包括的核心网控制器；S5、核心网控制器对移动网络进行资源调度处理，根据当前资源占用量将与业务请求相关的业务或服务缓存到MEC边缘节点；S6、终端从MEC边缘节点获取业务或服务。本发明专利技术的有益效果是：本技术方案解决网络的延迟、拥塞和容量等问题，满足终端用户的极致体验，具有大流量、低延时、低能耗及高可靠等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法及系统
本专利技术涉及移动通信领域，特别涉及一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法及系统。
技术介绍
现有的移动通信架构因爆炸式数据流量的增长和与海量设备的连接，会产生网络的延迟、拥塞和容量等问题，从而导致云计算时延较长、网络数据处理效率低下、高能耗以及低可靠性等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法及系统，解决现有技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，包括：S1、本地无线接入网接收用户通过终端发出的业务请求，并转发至MEC边缘节点；S2、所述MEC边缘节点接收到所述业务请求之后，通过所述MEC边缘节点的交换机发送Packet-in消息至所述SDN子控制器包括的MEC节点控制器；S3、所述MEC节点控制器接收到所述Packet-in消息之后，判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务或业务，如否，则将所述业务请求向上转发至总控制器；S4、所述总控制器根据所述业务请求进行网络切片规划及选择后，发送Packet-out消息至所述SDN子控制器包括的核心网控制器；S5、所述核心网控制器接收到所述Packet-out消息之后，对移动网络进行资源调度处理，根据当前资源占用量将与所述业务请求相关的业务或服务缓存到所述MEC边缘节点；S6、所述终端从所述MEC边缘节点获取所述业务或所述服务。本专利技术的有益效果是：本技术方案通过将部分计算、内容、缓存等任务部署在MEC边缘节点，实现运营商业务尽可能的本地化处理，大幅降低通过回程网、核心网的数据量和负荷，提升网络数据处理效率，解决网络的延迟、拥塞和容量等问题，满足终端用户的极致体验，具有大流量、低延时、低能耗及高可靠等特点。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。优选地，步骤S3中，判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务，如是，则对所述业务请求进行本地化处理，跳转至步骤S6。优选地，所述本地化处理包括：通过所述MEC节点控制器发送Packet-out消息至所述本地接入网控制器，所述本地接入网控制器制定QoS保障、资源管理调度和安全防护策略，对所述业务请求进行鉴权、计费和安全防护，获取与所述业务请求一致的服务或业务。优选地，步骤S5中，对移动网络进行资源调度处理具体包括：对移动网络进行资源调度、路径选择和流量优化。一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信系统，包括：SDN子控制器、本地无线接入网、MEC边缘节点、总控制器和终端，所述SDN子控制器包括：MEC节点控制器、核心网控制器和本地接入网控制器；所述本地无线接入网用于接收用户通过所述终端发出的业务请求之后，转发至所述MEC边缘节点，并传输从MEC边缘节点发出的所述请求业务或服务数据；所述MEC边缘节点用于接收到所述业务请求之后，通过所述MEC边缘节点的交换机发送Packet-in消息至所述MEC节点控制器，并用于缓存请求业务或服务数据；所述MEC节点控制器用于在接收到所述MEC边缘节点交换机发送的Packet-in消息之后，判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务，如否，则将所述业务请求向上转发Packet-in消息至总控制器；所述总控制器用于接收MEC节点控制器发送的Packet-in消息之后，根据所述业务请求进行切片规划及选择后发送Packet-out消息至所述核心网控制器；所述核心网控制器用于接收所述总控制器下发的Packet-out消息之后，对移动网络进行资源调度处理，根据当前资源占用量将与所述业务请求相关的业务或服务缓存到所述MEC边缘节点；所述本地接入网控制器用于接收MEC节点控制器下发的Packet-out消息，并制定所述业务请求相关的QoS保障、资源管理调度和安全防护策略。所述终端用于发出业务请求，并从所述MEC边缘节点获取所述业务或所述服务。优选地，所述MEC节点控制器还用于判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务，如是，则对所述业务请求进行本地化处理。优选地，所述本地化处理包括：通过所述MEC节点控制器发送Packet-out消息至所述本地接入网控制器，所述本地接入网控制器制定QoS保障、资源管理调度和安全防护策略，对所述业务请求进行鉴权、计费，获取与所述业务请求一致的服务或业务。优选地，所述核心网控制器具体用于：对移动网络进行资源调度、路径选择和流量优化。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法的流程示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法的流程示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信的网络架构图；图4为本专利技术另一实施例提供的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，包括：S101、本地无线接入网接收用户通过终端发出的业务请求，并转发至MEC边缘节点；S102、MEC边缘节点接收到业务请求之后，通过MEC边缘节点的交换机发送Packet-in消息至SDN子控制器包括的MEC节点控制器；S103、MEC节点控制器接收到Packet-in消息之后，判断MEC边缘节点是否存在与业务请求一致的服务或业务，如否，则将业务请求向上转发至总控制器；S104、总控制器根据业务请求进行网络切片规划及选择后，发送Packet-out消息至SDN子控制器包括的核心网控制器；S105、核心网控制器接收到Packet-out消息之后，对移动网络进行资源调度处理，根据当前资源占用量将与业务请求相关的业务或服务缓存到MEC边缘节点；S106、终端从MEC边缘节点获取业务或服务。分层SDN结构是指将SDN控制器按照功能层次划分为主控制器和子控制器。主控制器主要负责移动通信网络中的应用场景及相应切片规划、选择，主要包括增强移动宽带场景(eMBB)、大连接场景(mMTC)、超高可靠和超低时延通信(uRLLC)等。各种场景对于网络空口的要求有明显不同，采用网络切片技术简化复杂的网络部署及管理，统一空口，利于网络带来灵活而极致的用户体验。如图3所示，一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信的网络架构图中，分层的SDN结构中的SDN子控制器主要包括本地接入网控制器、MEC节点控制器及核心网控制器。本地接入网控制器主要负责无线接入网用户接入、带宽控制、路由选择、控制数据分离等。该控制器能获取无线接入网的拓扑信息，并对其进行资源管理，可以保障用户终端到基站的服务质量、选择有效的接入模式及带宽需求等。MEC节点控制器主要负责MEC节点数据缓存及更新、业务服务下沉判断、核心网接入选择等。该控制器控制本地网进入核心网，缓解回程传输网络瓶颈问题，有利于实现移动网络的智能化及节能。核心网控制器是在边缘MEC节点无法满足终端用户需求时，通过总控制器消息进行业务下沉的路径选择、回程流量优化等。该控制器在接收总控制器相应消息后触发，实现新的业务或数据内容下沉至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，其特征在于，包括：S1、本地无线接入网接收用户通过终端发出的业务请求，并转发至MEC边缘节点；S2、所述MEC边缘节点接收到所述业务请求之后，通过所述MEC边缘节点的交换机发送Packet‑in消息至所述SDN子控制器包括的MEC节点控制器；S3、所述MEC节点控制器接收到所述Packet‑in消息之后，判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务或业务，如否，则将所述业务请求向上转发至总控制器；S4、所述总控制器根据所述业务请求进行网络切片规划及选择后，发送Packet‑out消息至所述SDN子控制器包括的核心网控制器；S5、所述核心网控制器接收到所述Packet‑out消息之后，对移动网络进行资源调度处理，根据当前资源占用量将与所述业务请求相关的业务或服务缓存到所述MEC边缘节点；S6、所述终端从所述MEC边缘节点获取所述业务或所述服务。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，其特征在于，包括：S1、本地无线接入网接收用户通过终端发出的业务请求，并转发至MEC边缘节点；S2、所述MEC边缘节点接收到所述业务请求之后，通过所述MEC边缘节点的交换机发送Packet-in消息至所述SDN子控制器包括的MEC节点控制器；S3、所述MEC节点控制器接收到所述Packet-in消息之后，判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务或业务，如否，则将所述业务请求向上转发至总控制器；S4、所述总控制器根据所述业务请求进行网络切片规划及选择后，发送Packet-out消息至所述SDN子控制器包括的核心网控制器；S5、所述核心网控制器接收到所述Packet-out消息之后，对移动网络进行资源调度处理，根据当前资源占用量将与所述业务请求相关的业务或服务缓存到所述MEC边缘节点；S6、所述终端从所述MEC边缘节点获取所述业务或所述服务。2.根据权利要求1所述的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，其特征在于，步骤S3中，判断所述MEC边缘节点是否存在与所述业务请求一致的服务，如是，则对所述业务请求进行本地化处理，跳转至步骤S6。3.根据权利要求2所述的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，其特征在于，所述本地化处理包括：所述MEC节点控制器发送Packet-out消息至所述本地接入网控制器，所述本地接入网控制器制定QoS保障、资源管理调度和安全防护策略，对所述业务请求进行鉴权、计费和安全防护，获取与所述业务请求一致的服务或业务。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信方法，其特征在于，步骤S5中，对移动网络进行资源调度处理具体包括：对移动网络进行资源调度、路径选择和流量优化。5.一种基于MEC和分层SDN的5G移动通信系统，其特征在于，包括：SDN子控制器、本地无线接入网、MEC边缘节点、总控制器和终端，所述SDN子控制器包括：本地接入网控制器、MEC节点控制器和核心网控制器；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彦玲，张新常，魏亮，张建伟，张玮，史慧玲，
申请(专利权)人：山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：山东,37