一种虚拟网络功能及其实现业务处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟网络功能及其实现业务处理的方法，包括：VNF将获得的VNF业务资源能力划分为若干单位粒度资源；VNF创建转发路由信息，将划分后的单位粒度资源对应的转发路由信息传送给外部的路由器或者对接设备；当收到对接设备的业务数据时，VNF根据选择出的业务处理逻辑执行业务处理。本发明专利技术通过将根据单位粒度资源决策的转发路由信息发送给路由器或者对接设备，实现了VNF的负载均衡功能，而且减少了对计算资源的占用，增加了数据传输效率；由于取消专门的负载均衡功能，避免了计算和数据交换的流量瓶颈和时延，提高了计算资源的使用效率，保证了网络数据处理的性能，增强了业务体验，支持了高吞吐量业务。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟网络功能及其实现业务处理的方法
本专利技术涉及移动通信技术，尤指一种虚拟网络功能及其实现业务处理的方法。
技术介绍
图1为相关技术中3GPP演进分组系统的结构示意图，如图1所示，3GPP演进分组系统(EPS，EvolvedPacketSystem)由演进的通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRAN，EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork)、移动管理单元(MME，MobilityManagementEntity)、服务网关(S-GW，ServingGateway)、分组数据网络网关(PDNGW或P-GW，PacketDataNetworkGateway)、归属用户服务器(HSS，HomeSubscriberServer)、3GPP的认证授权计费(AAA，Authentication、AuthorizationandAccounting)服务器、策略和计费规则功能实体(PCRF，PolicyandChargingRulesFunction)及其它支撑功能组成。其中，MME用于移动性管理、非接入层信令的处理和用户移动管理上下文的管理等控制面相关工作；S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关功能，在E-UTRAN与P-GW之间转发数据，并且用于对寻呼等待数据进行缓存；P-GW则是EPS与PDN的边界网关，用于PDN的接入及在EPS与PDN间转发数据等功能。PCRF负责策略决策和计费规则的制定，提供基于业务数据流的门控、服务质量控制及计费规则给GW，在承载面执行PCRF所制定的策略和计费规则。在承载建立时，GW按照PCRF发送的规则进行QoS授权和门控控制。根据PCRF发送的计费规则，执行相应的业务数据流计费操作，计费既可以是在线计费，也可以是离线计费。如果是在线计费，则需要和在线计费系统(OCS，OnlineChargingSystem)一起进行信用管理。离线计费则和离线计费系统(OFCS，OfflineChargingSystem)之间交换相关的计费信息。GW与PCRF之间的接口是Gx接口，与OCS之间的接口是Gy接口，与OFCS之间的接口是Gz接口。3GPP中，UE通过接入点名称(APN，AccessPointName)可以找到对应分组数据网络(PDN，PacketDataNetwork)，为访问PDN网络会建立一个IP连接接入网(IP-CAN，IPConnectivityAccessNetwork)会话的PDN连接。随着需求增长，EPS网关对网络应用的发展逐步产生了约束。用户数据流处理集中在PDN出口网关，造成网关功能繁杂，可扩展性差。网关控制面与转发面高度耦合，不利于网络的平滑演进和功能增强。转发面扩容需求频度高于控制面，紧耦合导致控制面转发面同步扩容，功能更新周期短，导致复合成本增加。网络层数据转发难以识别用户、业务特征，仅能根据上层传递的服务质量(QoS)转发，导致网络资源利用低效，难以依据用户和业务特性对数据流进行精细管理和控制。此外，大量策略需要手工配置，导致管理复杂度增加，运营成本居高不下。因此，通信网络将分组域网关中的控制功能与转发功能进一步分离，以适应网络发展和市场应用需求。图2为相关技术中非漫游场景下GW控制面和用户面分离的架构示意图，如图2所示，该架构将原先的EPS架构中的S-GW/P-GW和流量检测功能(TDF，TrafficDetectionFunction)拆分成了控制面功能(CPF，Controllerplanefunction)和用户面功能(UPF，Userplanefunction)两类功能网元，S-GW、P-GW和TDF的控制面功能对应于CPF，用户面数据功能对应于UPF。其中，不同类型CPF(或UPF)可以合一部署，也可以独立部署。CPF负责控制面功能，包括负荷分担、UPF选择、UEIP地址分配、策略和计费控制等功能,可选地可包含UPF的用户面地址和隧道标识的分配。UPF负责用户面相关的功能，包括数据流识别和深度包解析、QoS处理和承载绑定，下行寻呼数据的缓存等功能。图1中EPS各类功能的用户面和控制面接口分别对接分离后的CPF和UPF，其余相应接口功能对照原EPS架构。GW控制面和用户面分离之后，解决了现有EPS网关存在的扩展性差、网络资源利用低效等诸多问题，但是，同时也浮现了新的技术问题。控制和用户分离后，可以根据需求部署多种或多个UPF，网络部署更为灵活，可以支持更大容量和更为丰富多样的应用业务，可以采用更为高效和灵活的虚拟网络功能(VNF，Virtualnetworkfunction)部署网络。但是，对网络数据的处理性能需求变得尤其突出，如何支持高吞吐量的业务，如何有效和高效地将网络中的业务处理分担到相应的业务处理功能，成为了新的网络架构中的一个技术瓶颈。相关技术中，典型的VNF部署架构如图3所示，在业务处理功能前部署负载均衡功能，通过负载均衡功能对业务数据进行分流，并转发到最佳的业务处理功能。但是，对于业务数据量大的业务，该部署方案存在很多制约和不足。首先，由于虚拟计算能力和虚拟网卡的使用，使得负载均衡功能的网络吞吐能力受到限制。其次，负载均衡功能和业务处理功能之间的数据转发，只能借助于以太网交换机和/或虚拟交换机，数据交换能力成为瓶颈。另外，数据经过虚拟交换机多次转发，时延较大，不只是影响业务体验，对例如自动驾驶和车联网这类对时延要求高的业务，是无法满足和保证业务功能的基本需求的。因此，如何解决控制面和用户面分离架构后的大流量高性能部署需求，保证网络数据处理的性能，支持高吞吐量业务，高效地执行业务处理分担，成为需要研究和解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种虚拟网络功能及其实现业务处理的方法，能够保证网络数据处理的性能，支持高吞吐量业务。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种虚拟网络功能VNF，包括：资源调度功能、一个或一个以上业务处理功能；其中，资源调度功能，用于获取VNF业务资源能力，将获得的VNF业务资源能力划分为若干单位粒度资源；为每个单位粒度资源创建转发路由信息，将划分后的单位粒度资源对应的转发路由信息传送给外部的路由器或者对接设备；业务处理能力，用于从资源调度功能获取一个或一个以上单位粒度资源；当收到对接设备的业务数据时，按照根据获得的单位粒度资源的类型选择出的业务处理逻辑执行业务处理。可选地，所述资源调度功能还用于：当执行VNF扩展scaleout时，从选择出的业务处理功能回收部分单位粒度资源，执行资源再分配，更新所述转发路由信息并通告给相应的路由器或者对接设备；和/或，当执行VNF收缩scalein时，从需要执行VNF弹性收缩的业务处理功能回收全部单位粒度资源，执行资源再分配，更新所述转发路由信息并通告给相应的路由器或者对接设备。可选地，所述业务处理功能还用于：在各个所述业务处理功能之间执行弹性备份。可选地，所述备份方式包括：N对M主备方式，其中，N和M的取值大于或等于1，N和M都是整数。可选地，所述划分后的单位粒度资源的粒度小于或等于所述业务处理功能的能力。可选地，所述业务处理能力获取单位粒度资源包括：所述业务处理能力在初始化后主动从所述资源调度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟网络功能VNF，其特征在于，包括：资源调度功能、一个或一个以上业务处理功能；其中，资源调度功能，用于获取VNF业务资源能力，将获得的VNF业务资源能力划分为若干单位粒度资源；为每个单位粒度资源创建转发路由信息，将划分后的单位粒度资源对应的转发路由信息传送给外部的路由器或者对接设备；业务处理能力，用于从资源调度功能获取一个或一个以上单位粒度资源；当收到对接设备的业务数据时，按照根据获得的单位粒度资源的类型选择出的业务处理逻辑执行业务处理。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟网络功能VNF，其特征在于，包括：资源调度功能、一个或一个以上业务处理功能；其中，资源调度功能，用于获取VNF业务资源能力，将获得的VNF业务资源能力划分为若干单位粒度资源；为每个单位粒度资源创建转发路由信息，将划分后的单位粒度资源对应的转发路由信息传送给外部的路由器或者对接设备；业务处理能力，用于从资源调度功能获取一个或一个以上单位粒度资源；当收到对接设备的业务数据时，按照根据获得的单位粒度资源的类型选择出的业务处理逻辑执行业务处理。2.根据权利要求1所述的VNF，其特征在于，所述资源调度功能还用于：当执行VNF扩展scaleout时，从选择出的业务处理功能回收部分单位粒度资源，执行资源再分配，更新所述转发路由信息并通告给相应的路由器或者对接设备；和/或，当执行VNF收缩scalein时，从需要执行VNF弹性收缩的业务处理功能回收全部单位粒度资源，执行资源再分配，更新所述转发路由信息并通告给相应的路由器或者对接设备。3.根据权利要求1所述的VNF，其特征在于，所述业务处理功能还用于：在各个所述业务处理功能之间执行弹性备份。4.根据权利要求3所述的VNF，其特征在于，所述备份方式包括：N对M主备方式，其中，N和M的取值大于或等于1，N和M都是整数。5.根据权利要求1、2或3所述的VNF，其特征在于，所述划分后的单位粒度资源的粒度小于或等于所述业务处理功能的能力。6.根据权利要求1、2或3所述的VNF，其特征在于，所述业务处理能力获取单位粒度资源包括：所述业务处理能力在初始化后主动从所述资源调度功能处请求以获取单位粒度资源；或者，所述业务处理能力接收所述资源调度功能主动推送的单位粒度资源。7.根据权利要求1、2或3所述的VNF，其特征在于，所述资源调度功能和各业务处理功能之间设置有资源管理接口。8.根据权利要求1、2或3所述的VNF，其特征在于，所述VNF业务资源能力包括：对外的服务地址，业务使用的地址池。9.一种虚拟网络功能VNF实现业务处理的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东华，吴锦花，詹徐周，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44