用于5G网络的跨区域网络切片对等制造技术

本发明专利技术涉及用于第一核心网(111)的网络实体，其中，该网络实体用于操作第一核心网中的本地网络切片(NSI‑1)，以与第二核心网(161)中的远端网络切片(NSI‑2)通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于5G网络的跨区域网络切片对等
本专利技术总体上涉及电信领域。更具体地，本专利技术涉及在通信网络中(特别是在5G核心网中)用于跨区域的端到端网络切片对等的设备、系统、以及方法。
技术介绍
下一代移动网络(即，5G网络)预期支持许多新型服务以及私有和工业环境的各种设备(例如，汽车、可穿戴设备、传感器、以及执行器)之间的连接。新型的服务和连接通常意味着在时延、数据速率等方面的截然不同的服务要求，这自然需要不同的处理，从而对5G网络的控制提出了挑战。特别地，支持各种新型服务对核心网的架构具有深刻的影响。在如今的移动网络中，服务主要是指人们手中的便携式设备仅为获得数据服务和语音服务而进行的接入。核心网可以遵循尽力而为(best-effort)原则对便携式设备应用基本相同的处理。因此，这些服务是可预测的，并且可以预规划好如何响应这些服务。然而，伴随着各种新的服务请求，服务模式将变得非常多样化。因此，难以预测对于5G网络的服务请求。满足要求的适当方式是以动态的方式灵活地响应任何到来的服务。高效地响应于不同且不可预测的服务请求并非易事。使用静态网络部署的管理性预规划方法不起作用。最近提出了软件定义网络(software-definednetworking，SDN)和网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualization，NFV)，作为实现灵活且可编程的网络基础架构的两个关键促成因素。SDN背后的思想是将所有内容抽象为流，并将流处理的复杂性移动到被称为SDN控制器(SDNcontroller，SDNC)的逻辑集中式单元上。因此，SDN视图(SDNview)将所有网元简化为仅负责流处理的“哑”流处理设备。利用这些概念，SDN将所有管理和控制面(controlplane，CP)智慧在SDNC处融合。而通用抽象和本地可用数据反过来简化了网络控制和管理应用的开发。NFV进一步将现有的网络功能(之前主要由专用和特定的硬件实现)转为可以按照需要轻松地部署或移除的虚拟功能模块。鉴于可以按需部署/分配任何网络功能(networkfunction，NF)(NFV的特征)，并且可以对NF的转发行为进行远程编程(SDN的特征)，利用这两种促成技术，对新服务请求的响应变得比以前容易得多，就像安装和运行计算机程序一样。在即将到来的5G时代，通过移动网络提供的服务将不仅限于人与人的通信和基本的互联网连接。而是预期通过无线移动网络提供越来越多的垂直行业的服务。然而，传统的尽力而为的服务质量(quality-of-service，QoS)无法支持多样化的服务。例如，如果医疗机器人必须实时精确地操作远程手术，则eHealth服务要求超低时延的连接。另一示例是，为了提供沉浸式的娱乐体验，虚拟现实(virtualreality，VR)实况广播需要高吞吐量带宽，同时需要低时延交互。因此，对于不同的客户，5G网络将必须保证各种服务级别协议(servicelevelagreement，SLA)，但共享相同的物理基础架构。满足这些不同要求的方法是，首先，使用上面提到的SDN和NFV技术将物理基础架构虚拟化为云，从而将物理基础架构转换为完全可编程的。其次，强调资源隔离以提供性能保证。这两个提议产生了称为网络切片的新的技术概念，其中，多个网络租户具有其自己的网络资源，这些网络资源彼此之间隔离且保证SLA。这种用于一个租户的隔离网络资源部分是容置于共享基础架构中的虚拟化逻辑网络，称为网络切片实例(networksliceinstance，NSI)。根据当前的3GPPSA2定义，NSI是用于提供服务的端到端(end-to-end，E2E)网络能力。5G网络中对E2E特征能力的强调，吸引了垂直行业越来越多的兴趣。与前几代移动网络系统(例如，3G和4G)不同，5G网络将促进机器类连接(machinery-typeconnectivity，MTC)，在MTC中通信将发生在物体/设备之间，而不是人与人之间。例如，在未来的智能工厂中，机器人不仅需要在一个工厂中进行本地通信，在生产时还要与位于不同地方的另一工厂中的机器人协作。另一个示例是联网汽车场景，道路上的汽车将由汽车公司控制以进行自动驾驶或驾驶辅助，或者在汽车之间也可能发生通信。在这种情况下，汽车是遍布各处的，从而覆盖不同区域。显然，在这两种情况下均必须保证一定水平的QoS。为了保证服务的SLA(例如，时延)，垂直行业的服务供应商会利用跨多个区域的E2ENSI。如果这样的NSI部署于单个域中，就像一个工厂中的本地通信一样，实现这样的E2E系统是资源供应和隔离的问题。在现实中，如果要求区域到区域的保证SLA的通信，由于网络基础架构的地理分布特性，创建这样的用于E2E系统的NSI变得复杂。关键的原因是网络基础架构通常包含多个区域，其中每个区域是一个子系统，该子系统在一个地理区域内具有其本地网关。此外，在网关处分配的地址分配是全局性规划的以及基于区域的，其中，一个区域中的本地地址是私有的，并且跨区域通信是经过NAT的(NATed)。因此，被分割成多个域的基础架构自然破坏了E2E系统。由于网络切片的缺失，端到端流量遵循基础架构层级。特别地，由接入控制实体为任何接入网络的用户实体(userentity，UE)节点分配标识符(例如，IP地址)。例如，这样的网络功能在3GPP中称为接入管理功能(accessmanagementfunction，AMF)。之后，将建立从UE到管理区域的网关节点的承载连接(即，隧道路径)，并通过网络地址转换(networkaddresstranslation，NAT)将UE的标识符转换为公共标识符，其中，创建了映射规则，并且如果UE向其他区域发送数据包，则数据包报头中的源地址将被修改为网关节点的公共标识符。相反地，如果从其他区域发送数据包到网关节点，与网关节点(例如，ip_addr:port)的转换规则相匹配，则数据包报头的目的地字段将被修改并进一步转发到内部区域，数据包最终到达UE节点。由于通信主要发生在UE与服务器之间，而UE到UE的通信很少且主要是通过中心服务器进行中继，所以这样的经过NAT的方式为网络管理解决了地址分配问题，同时也满足了当前移动网络系统的服务要求。简单地说，由于通信是在南北之间进行的，所以客户端-服务器模型适合当前的服务模型。然而，这样的方案几乎不适合即将到来的5G场景，特别是例如互联汽车、远程操作等事物互联场景。在这些情况下，必须创建跨区域的E2E网络(切片)，从而位于不同区域的UE可以如同在相同的本地网络中一样无缝通信。显然，基于当前的解决方案要实现真正的E2E系统(即，跨区域E2E网络切片)还存在差距。3GPP标准化规范如何解决跨区域E2E网络切片问题仍不清楚。鉴于虚拟化的环境设置，自然地考虑到是否可以使用来自云计算的现有解决方案。用于互连两个虚拟数据中心而提出的虚拟私有云(virtualprivatecloud，VPC)对等似乎是一个合适的选择。云资源供应商基于租户的请求供给云数据中心中的计算资源。供应的资源逻辑上专用于该特定租户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于第一核心网(111)的网络实体，其中，所述网络实体用于：/n-操作所述第一核心网(111)中的本地网络切片(113)，以与第二核心网(161)中的远端网络切片(163)通信。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于第一核心网(111)的网络实体，其中，所述网络实体用于：
-操作所述第一核心网(111)中的本地网络切片(113)，以与第二核心网(161)中的远端网络切片(163)通信。


2.根据前述权利要求所述的网络实体，用于：
-在所述本地网络切片(113)内从所述远端网络切片(163)获得数据；和/或
-在所述本地网络切片(113)内向所述远端网络切片(163)提供数据。


3.根据前述权利要求中一项所述的网络实体，用于：
-在所述本地网络切片(113)内获取来自第一UE(101)的数据，所述第一UE(101)附着到所述第一核心网(111)的RAN；和/或
-在所述本地网络切片(113)内从所述远端网络切片(163)获取来自第二UE(151)的数据。


4.根据前述权利要求所述的网络实体，其中，所述网络实体用于在所述第一UE(101)和所述本地网络切片(113)的子网关(115)之间提供第一本地通信路径。


5.根据权利要求4所述的网络实体，其中，所述第一UE(101)附着到所述本地网络切片(113)的第一接入点(103)，并且其中，特别是，为了提供所述第一本地通信路径，所述网络实体还用于：
在所述第一接入点(103)处提供端口(103a)，并且在所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)处提供第一端口(115a)。


6.根据权利要求5所述的网络实体，其中，为了提供所述第一本地通信路径，所述网络实体还用于：
在所述第一接入点(103)的所述端口(103a)与所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)的所述第一端口(115a)之间提供第一隧道路径。


7.根据权利要求5或6所述的网络实体，其中，为了提供所述第一本地通信路径，所述网络实体还用于：
在所述第一接入点(103)处提供转发规则，所述转发规则用于向所述第一UE(101)转发数据包和/或转发来自所述第一UE(101)的数据包。


8.根据权利要求7所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于为所述第一UE(101)分配跨切片标识符。


9.根据权利要求8所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于：
基于所述第一UE(101)的所述跨切片标识符配置所述第一接入点(103)，以封装数据包并将所述数据包转发到所述第一接入点(103)的所述端口(103a)与所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)的所述第一端口(115a)之间的所述隧道路径。


10.根据前述权利要求中任一项所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于在所述第一核心网(111)的主网关(121)与所述第二核心网(161)的主网关(171)之间提供跨切片通信路径。


11.根据权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭程晖，肖迅，安雪莉，吴建军，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44