应用工作负载路由和网络定义的边缘路由的互通制造技术

描述了用于提供应用工作负载路由和应用工作负载互通的网络的技术。例如，控制器可将原始边缘计算上托管的应用工作负载移动或复制到设备本地可访问的不同边缘数据中心中的不同边缘计算，并且使用映射到相应流量类别的路径将网络流量路由到新边缘计算。路径将网络流量路由到新边缘计算。路径将网络流量路由到新边缘计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】应用工作负载路由和网络定义的边缘路由的互通
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2020年10月12日提交的美国申请号16/949，063和2020年3月18日提交的美国临时专利申请号62/991，451的权益，其全部内容通过引用以其整体结合在此。


[0003]本公开涉及计算机网络，并且更具体地，涉及计算机网络内的工程流量流。

技术介绍

[0004]网络可实现第5代(5G)标准以实现提高网络特性(诸如延迟、容量、吞吐量和可靠性)的网络能力。5G网络包括两部分，5G新空口(5GNR)和5G核心(5GC)。5GNR定义空中接口结构、天线设计(例如，大规模多输入多输出阵列(mMIMO))和无线电传输方法(波束成形/波束操纵)。5GNR增加数据速率，减少“空中接口”延迟，并且改善容量(例如，连接设备的数量)。5GC定义了核心控制(信令)和用户面(数据)能力，这些能力利用云本地虚拟化并且实现诸如控制与用户面分离(CUPS)和网络切片的特征。
[0005]5G网络提供比现有网络，诸如第四代移动网络(“4G”)和4G长期演进(“LTE”)显著更高的吞吐量。当前，4GLTE被限制为大约每秒150兆比特(Mbps)。LTEAdvanced将数据速率增加至300Mbps，并且LTE Advanced Pro将数据速率增加至每秒600Mbps至1吉比特(Gbps)。在5G网络中，下行链路速度可高达20Gbps。5G网络可使用多个频谱选项，包括低频带(低于1千兆赫(GHz))、中频带(1至6GHz)以及毫米波(28，39GHz)。毫米波频谱具有最大可用的连续带宽容量(约1000MHz)。5G网络实现先进的空中接口格式和传输调度程序，与4G LTE相比，该先进的空中接口格式和传输调度过程将无线电接入网(RAN)中的接入延迟减少诸如10倍。
[0006]然而，为了实现关键网络特性(例如，延迟、容量、吞吐量和可靠性)的改进，需要改进物理和逻辑基础设施(例如，RAN、边缘数据中心、分组/光互连结构、边缘计算)以实现在5G网络上递送高性能服务的能力。

技术实现思路

[0007]一般而言，描述了用于为应用工作负载提供网络定义的边缘路由的网络的技术。网络可实现5G标准来以例如非常低的端到端延迟递送流量。为了实现根据5G标准的流量的递送，网络可包括具有一组互连的边缘数据中心(EDC)的物理聚合基础设施，这些边缘数据中心为物理聚合点和为一个或多个5G能力(例如，非常低的端到端延迟)的递送实现基础设施。例如，一组互连的EDC可实现5G无线电接入网(RAN)功能(例如，基带单元(BBU)、分布式单元(DU)、集中式单元(CU))、5G核心(5GC)功能(例如，用户面功能(UPF))、和边缘计算功能(在本文中也称为“边缘计算(EC)”或“移动边缘计算(MEC)”)。
[0008]流量可从无线电接入网路由到数据网络(例如，经由移动突破点)并且在运行数据网络内的对应应用或服务实例的应用工作负载(例如，Kubernetes容器)上终止。为了减少
延迟，应用工作负载的理想物理位置在本地位于同一边缘数据中心中的移动边缘计算基础设施内，该边缘数据中心托管RAN/5GC功能并服务于为流量提供连通性的移动会话。在一些实例中，不是所有的边缘数据中心都配备有RAN功能、能够接受来自设备的可无线连接、和/或配备有边缘计算功能(例如，一些EDC是没有边缘计算服务器的更小的集中式RAN集线器)。根据本公开中所描述的技术，网络经由一组互连的边缘数据中心提供网络定义的边缘路由，以根据低延迟标准(诸如5G标准)路由来自应用工作负载的流量。一组互连的边缘数据中心可被配置为单个域的一部分，在本文中称为“MEC域(MECD)”，其中，MEC域中的至少一个边缘数据中心配备有边缘计算资源。作为一个实例，网络利用分段路由(SR)作为MEC域内端到端路径识别和流量转发的机制，结合元素感知分段识别注册、5G控制面之间的识别和互通以及优化的边缘路由控制方法。
[0009]在一个实例中，本文描述的技术可为网络提供控制器，该控制器发现MEC域的拓扑结构并计算MEC域内满足流量类别要求并且使用分段路由机制(例如，网络中的源数据包路由)执行流量工程的路径。在本公开中描述的一个或多个实例中，控制器可接收托管在MEC域的边缘数据中心上的元素/模块的注册信息(在此称为“元素注册信息”)，其提供例如一个或多个RAN功能(DU/CU)、一个或多个5G核心功能和/或一个或多个边缘计算功能，以及将网络中的模块互连的网络设备(例如，路由器)的元素注册信息。使用元素注册信息以及基于分组和光域之间的路由度量(例如，延迟)的链路和网络结构路径信息，控制器可计算映射到相应流量类别的路径(例如，分段路由标签堆栈)以在网络的MEC域内路由流量。以这种方式，基于相应应用对应用工作负载的流量类别要求，流量沿着从设备到由边缘计算托管的应用工作负载的路径路由。
[0010]在一些实例中，设备可执行集中单元间切换，例如，从在给定EDC处聚合的无线电小区切换到在另一EDC处聚合的无线电小区。在集中单元间切换之后，应用工作负载通常仍然锚定在原始EDC处并且网络流量仍然被路由到原始EDC。将网络流量路由到原始EDC的额外网络距离可能导致延迟增长，这可能导致与低延迟类相关联的应用错误地执行或性能下降。
[0011]根据本文描述的技术，控制器可将原始边缘计算上托管的应用工作负载移动或复制到设备本地可访问的不同边缘数据中心中的不同边缘计算，并且使用映射到网络的MEC域内的相应流量类别的路径将网络流量路由到新边缘计算。这在本文中被称为“应用工作负载路由”。
[0012]此外，根据本文中所描述的技术，控制器可路由来自在来自不同移动提供商的网络上运行的移动设备的流量，以访问公共应用工作负载。例如，在来自不同移动提供商的网络上操作的移动设备可利用公共边缘计算资源来协调用于需要跨多个网络提供商共享信息的应用的应用处理。控制器可计算映射到网络的MEC域内的相应流量类别的路径，以将流量路由到公共边缘计算资源。这在本文中被称为“应用工作负载互通”。
[0013]在一个实例中，本文所公开的技术描述了一种方法，该方法包括：响应于确定设备正在执行或将要执行从第一边缘数据中心到第二边缘数据中心的切换，由网络的控制器指示第一边缘数据中心将托管在第一边缘数据中心上的应用工作负载复制或移动到第二边缘数据中心；由控制器并且基于(1)在包括第一边缘数据中心和第二边缘数据中心的一组互连的边缘数据中心上托管的模块的元素注册信息，(2)使网络中的模块互连的一个或多
个网络设备，以及(3)网络的一个或多个路由度量，计算映射到流量类别的路径，以经由托管在第二边缘数据中心上的一个或多个模块在设备与托管应用的工作负载第二边缘数据中心之间路由流量；以及由控制器向第二边缘数据中心发送路径，以使第二边缘数据中心根据映射到流量类别的路径来路由用于工作负载应用的流量。
[0014]在另一实例中，本文中所公开的技术描述一种用于网络的控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：响应于确定设备正在执行或将要执行从第一边缘数据中心到第二边缘数据中心的切换，由网络的控制器指示所述第一边缘数据中心将托管在所述第一边缘数据中心上的应用工作负载复制或移动到所述第二边缘数据中心，通过所述控制器并且基于：(1)托管在包括所述第一边缘数据中心和所述第二边缘数据中心的一组互连的边缘数据中心上的模块的元素注册信息，(2)使所述网络中的模块互连的一个或多个网络设备，以及(3)所述网络的一个或多个路由度量，计算映射到流量类别的路径，以经由托管在所述第二边缘数据中心上的一个或多个模块在所述设备与托管所述应用工作负载的所述第二边缘数据中心之间路由流量；以及通过所述控制器将向所述路径发送至所述第二边缘数据中心，以使所述第二边缘数据中心根据映射到所述流量类别的所述路径来路由用于所述应用工作负载的流量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，托管在一组所述互连的边缘数据中心上的每个模块提供无线电接入网(RAN)功能、第5代移动网络(5G)核心功能以及边缘计算功能中的至少一个。3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述设备正在执行切换包括：从所述第二边缘数据中心接收所述设备已连接到或者已请求连接到所述第二边缘数据中心而不是所述第一边缘数据中心的信令消息；以及基于从所述第二边缘数据中心接收的所述信令消息，确定所述设备正在执行切换。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述设备将要执行切换包括：接收关于所述设备的遥测数据，其中，所述遥测数据包括所述设备的位置和所述设备的行进方向中的至少一个；以及基于所述遥测数据确定所述设备将要执行切换。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：从所述第二边缘数据中心的一个或多个所述模块接收网络洞察数据，其中，确定所述设备将要执行切换还包括基于来自所述设备的所述遥测数据和来自所述第二边缘数据中心的模块的所述网络洞察数据来确定所述设备将要执行切换。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络的所述路由度量包括光网络的延迟、带宽、跳数、链路利用率、可靠性、吞吐量、负载、丢包和路径参数中的至少一个，其中，所述光网络的路径参数包括跨度延迟、容量和保护状态中的至少一个。7.根据权利要求1所述的方法，其中，一组所述互连的边缘数据中心被配置为一个或多个所述边缘计算功能的域。8.根据权利要求1所述的方法，其中，计算映射到所述流量类别的所述路径包括：响应于接收所述元素注册信息，由所述控制器为托管在所述第二边缘数据中心上的模块中的每个模块以及为互连所述网络中的模块的一个或多个所述网络设备中的每个网络设备分配分段标识符；以及通过所述控制器并且根据所述分段标识符生成映射到所述流量类别的一个或多个分段路由标签堆栈，以根据映射到所述流量类别的所述路径在所述设备与第二边缘计算功能之间路由用于所述应用工作负载的流量。9.根据权利要求8所述的方法，其中，一个或多个所述分段路由标签堆栈包括上行链路
分段路由标签堆栈，其中，发送所述路径包括将所述上行链路分段路由标签堆栈发送至所述第二边缘数据中心，以使所述第二边缘数据中心的目标集中单元利用所述上行链路分段路由标签堆栈封装流量以将所述应用工作负载的流量从所述设备路由至所述第二边缘计算功能。10.根据权利要求8所述的方法，其中，一个或多个所述分段路由标签堆栈包括下行链路分段路由标签堆栈，其中，发送所述路径还包括将所述下行链路分段路由标签堆栈发送到所述第二边缘数据中心以使所述第二边缘计算功能利用所述下行链路分段路由标签堆栈封装流量以将所述应用工作负载的流量从所述第二边缘计算功能路由到所述设备。11.一种用于网络的控制器，包括：一个或多个处理器，能操作地耦接至存储器，其中，一个或多个所述处理器被配置为：响应于确定设备正在执行或将要执行从第一边缘数据中心到第二边缘数据中心的切换，指示所述第一边缘数据中心将托管在所述第一边缘数据中心上的应用工作负载复制或移动到所述第二边缘数据中心，基于(1)托管在包括所述第一边缘数据中心和所述第二边缘数据中心的一组互连的边缘数据中心上的模块的元素注册信息，(2)使所述网络中的模块互连的一个或多个网络设备，以及(3)所述网络的一个或多个路由度量，计算映射到流量类别的路径，以经由托管在所述第二边缘数据中心上的一个或多个模块在所述设备与托管所述应用工作负载的所述第二边缘数据中心之间路由流量；以及将所述路径发送至所述第二边缘数据中心以使所述第二边缘数据中心根据映射到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥列格，
申请(专利权)人：环球互连及数据中心公司，
类型：发明
国别省市：