CN103765386A

CN103765386A - 为虚拟网络构建基础设施的系统和方法

Info

Publication number: CN103765386A
Application number: CN201280043664.5A
Authority: CN
Inventors: Y.勒米厄
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: EP2754047B1; US8855017B2; EP2754047A1; US20130058227A1; CA2844504C; CA2844504A1; WO2013035051A1; CN103765386B

Abstract

网络资源模块以通信方式连接资源管理器和通信网络中的一个或多个网络节点。每个网络节点提供可用于为虚拟网络创建虚拟基础设施的一种或几种网络资源。网络资源模块检测网络节点，以所需颗粒度（例如，节点级别或流级别）将与网络节点相关联的资源提取到虚拟资源对象(VRO)中，然后在登记单元中公布VRO。之后，虚拟网络运营商(VNO)从登记单元选择为虚拟网络构建虚拟基础设施所需的VRO。

Description

为虚拟网络构建基础设施的系统和方法

技术领域

本发明一般涉及通信网络，并且具体地说，涉及适配基础设施即服务(IaaS)管理中间件以便与通信网络的网络节点进行通信。

背景技术

“云”一般指经诸如因特网等计算网络可用于用户的按需计算资源。云计算在为用户减轻与资源的安装和维护相关联的责任和成本的同时，为用户增大了容量和计算能力。这些益处源于包括“云”的资源（例如，硬件、软件和基础设施）是基于web并且不驻留在用户的计算装置上的事实。

“电信云”(Telco-Cloud)类似于云，但它指在诸如3GPP长期演进(LTE)演进分组核心(EPC)网络体系结构等通信网络中的资源，并且具有其自己的独特要求集。例如，电信云必须具有99.999%可用率。使用电信云时，提供商拥有和维护网络中的资源。然而，不拥有资源的其它提供商仍可提供使用那些资源的服务。虚拟网络运营商(VNO)例如能够从拥有资源的提供商购买或租赁使用一些或所有资源，并且为其客户提供利用那些资源的服务。此布置允许VNO提供其服务而没有与拥有物理网络相关联的成本和问题。

有VNO关注的三个主要服务区域。这些区域是软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)。简单地说，经常称为“按需软件”的SaaS是软件输送模型。使用SaaS时，软件及其相关联数据在电信云中的一个或多个网络节点上集中托管。用户能够使用例如浏览器应用访问软件。PaaS是与计算平台相关联的资源的输送。一般情况下，PaaS资源包括但不限于用于应用设计的设施、应用开发、应用测试、安全性、数据库集成、存储及诸如此类。通常，PaaS有关的资源预配为集成解决方案并且提供到客户。最后的服务区域是IaaS。使用IaaS时，拥有提供商“外包”其通信网络的网络节点和资源。拥有提供商具有运行，管理和维护网络节点和资源的责任，而使用它们的客户（例如，VNO）以预确定的方式向拥有者付费。

着重讨论IaaS，VNO经常难以使用网络资源创建其相应的网络。例如，考虑用于3GPP LTE-EPC通信网络的网络体系结构。在此类网络中，要求策略和计费控制(PCC)节点管理用于整个系统的服务质量(QoS)。以变化的颗粒度级别提供网络资源经常是人们所希望的。例如，它可能有助于在链路级别和流级别提供带宽资源，并且允许VNO选择对其相应网络适当的资源。然而，向VNO提供此功能的能力受到阻碍。具体而言，3GPP LTE-EPC网络中的PCC实体不能与网络外的一些组件进行通信，这使得向VNO识别可用资源变得困难。

发明内容

本发明提供用于允许一个或多个虚拟网络运营商(VNO)相互独立构建和维护虚拟网络的系统和方法。然而，创建的每个虚拟网络共享物理通信网络的相同网络资源。本发明对于扩展今天的基础设施即服务功能到LTE-EPC通信网络特别有用。

在一个实施例中，网络资源模块部署在LTE-EPC网络的网络节点与例如资源管理器等IaaS中间件管理器之间。网络资源模块包括有利于消息和信号在资源管理器与LTE-EPC网络中的一个或多个网络节点之间传递的通信接口。网络资源模块也包括控制器。在本发明的一个实施例中，控制器配置成检测LTE-EPC网络中存在的一个或多个网络节点，并且将与那些网络节点相关联的资源提取到对应虚拟资源对象(VRO)中。VRO定义由网络节点提供的资源，并且在登记单元中公布以供为虚拟网络创建虚拟基础设施的虚拟网络运营商(VNO)发现。

在另一实施例中，本发明提供用于使用VRO为虚拟网络创建虚拟基础设施的客户端节点。在此实施例中，客户端节点包括连接客户端节点到识别一个或多个虚拟资源对象(VRO)的登记单元的通信接口。如前面所述，每个VRO表示与用于构建和维护虚拟基础设施的网络节点和/或其它网络元素相关联的资源。客户端节点也包括可编程控制器。在操作中，控制器从登记单元选择要包括在虚拟容器中的一个或多个所需VRO，并且实例化容器中的VRO以便为虚拟网络实例化虚拟基础设施。

本发明提供了常规系统未实现的多种优点。例如，本发明将虚拟LTC-EPC扩展到现有数据中心，并且使网络中的PCC节点与使用IaaS中间件的云产品(Cloud Offering)兼容。另外，本发明为策略的创建和执行及服务质量(QoS)管理提供网络资源的更细颗粒的控制。此外，本发明允许比在常规系统中更快的速度公布并且由VNO使用新资源。

当然，本领域技术人员将理解，本发明不限于上述上下文或示例，并且将在阅读以下详细描述和查看附图中认识到另外的特征和优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例，示出示范LTE-EPC网络的体系结构和一些网络组件的框图。

图2是根据本发明的一个实施例，示出用于检测和公布网络资源以及使用那些资源构建和维护虚拟网络的一些组件的框图。

图3A是根据本发明的一个实施例，示出用于检测和公布可用网络资源的示范消息传递的信号图。

图3B是根据本发明的一个实施例，示出检测和公布可用网络资源的方法的流程图。

图4A是根据本发明的另一实施例，示出用于检测和公布可用网络资源的示范消息传递的信号图。

图4B是根据本发明的另一实施例，示出用于检测和公布可用网络资源的方法的流程图。

图5A是根据本发明的一个实施例，示出用于创建虚拟网络的示范消息传递的信号图。

图5B是根据本发明的另一实施例，示出用于创建虚拟网络的方法的流程图。

图6是根据本发明的一个实施例，示出配置成连接网络节点和基础设施即服务(laaS)管理中间件的网络资源模块的框图。

图7是根据本发明的一个实施例，示出配置用于创建虚拟网络的客户端节点的一些组件的框图。

图8根据本发明的一个实施例，示出作为泛型类定义的可用虚拟资源对象(VRO)列表。

具体实施方式

本发明提供用于将现在的基础设施即服务(IaaS)提供的服务扩展到长期演进-演进分组核心(LTE-EPC)基础设施的系统和方法。更具体地说，本发明将LTE-EPC网络的一个或多个网络节点或其它元素提供的资源提取(abstract)到虚拟资源对象(VRO)中。随后，不同网络运营商能够利用这些VRO构建和维护虚拟网络。因此，本发明允许多个网络运营商使用相同网络资源创建独立的网络。

本发明的一个实施例提供以通信方式连接IaaS管理控制器和LTE-EPC基础设施内的策略、计费和控制(PCC)节点的网络资源模块。此类PCC节点例如包括归属订户服务器(HSS)、服务感知支持节点(SASN)、分组数据网络网关(PDN-GW)、策略和计费规则功能(PCRF)及策略和计费执行功能(PCEF)。网络资源模块将PCC节点提供的资源提取到IaaS管理控制器已知的上下文中。随后，管理控制器在网络运营商可访问的登记单元(registry)中公布这些提取（即，VRO）以用于构建和维护其虚拟通信网络。

转到图形，图1示出适合在本发明的一个实施例中使用的用于长期演进-系统体系结构演进(LTE-SAE)网络10的示范体系结构。这些网络及其操作在本领域中是众所周知的，并且因此，为清晰起见，本文中只包括网络10及其组件的简要讨论。有关网络10的体系结构和功能性的更具体信息，感兴趣的读者可参阅2011年4月发布的题为“3GPP第10版概述”(Overview of 3GPP Release 10 V0.1.0 (2011-04))的3GPP描述文档。此文档及其内容通过引用整体结合于本文中。

LTE-SAE网络10具有平坦的基于IP的体系结构，包括与EPC网络30互连的基于LTE的无线电接入网络(RAN) 20。如本领域所熟知的一样，LTE-SAE网络10中的组件沿单独的路径或链路（即，分别为数据平面和控制平面）传递用户数据和信令。在图1中，实线用于指示在数据平面中的双向用户数据路径，而虚线用于指示控制平面中的双向信令路径。通常，一个或多个用户终端22（例如，蜂窝电话）利用RAN 20获得对EPC 30及连接到EPC 30的其它网络（例如，未示出的因特网）提供的服务和功能的访问权。EPC 30提供用于电路交换(CS)服务和分组交换(PS)服务两者的核心功能性。

用户终端22通过空中接口(A)与一个或多个eNodeB 24进行通信，eNodeB是到EPC 30的接入点。如本领域所熟知的一样，eNodeB 24部署在平坦体系结构中并且执行多种通信功能。这些功能包括但不限于与用户终端22传递的无线电信号的调制/解调、信道编码/解码、移动性管理（例如，测量和切换处理）及一些无线电资源控制(RRC)功能（例如，有利于通过空中接口(A)的传送的资源的分配、修改和释放）。eNodeB 24也包括传送数据到LTE-SAE网络10中的其它装置或节点或者传送来自其中的数据的能力。

EPC 30包括服务网关(S-GW) 32、移动性管理实体(MME) 34、归属订户服务器(HSS) 36、分组数据网络网关(PDN-GW) 38、策略和计费规则功能(PCRF) 40及服务感知支持节点(SASN) 42。

S-GW 32经对应数据路径连接到eNodeB 24，并且以通信方式连接RAN 20和EPC 30。S-GW 32也维护与PDN-GW 38的数据路径。在功能上，S-GW 32提供在RAN 20与EPC 30之间的入口/出口点，并且充当跨eNodeB 24覆盖区域移动的用户终端22的本地移动性锚点。

MME 34是执行用于管理用户终端22对EPC网络30的接入的信令和控制功能的控制平面实体。更具体地说，MME 34控制网络资源的指派，支持跟踪、寻呼、漫游和切换，并且控制与订户和会话管理有关的所有控制平面功能。MME 34也配置成执行各种承载管理控制功能以建立由用户设备22和eNodeB 24用于传递数据和信令业务的一个或多个承载路径。另外，MME 34配置成支持其它功能，如安全性过程（例如，最终用户鉴权、会话启动、用于加密和完整性保护的算法的协商）和终端到网络会话处理（例如，用于设置分组数据上下文和协商所需服务质量(QoS)的所有信令）。如图1所示，MME 34以通信方式经对应信令链路连接到eNodeB 24、S-GW 32和HSS 36。

HSS 36包括用于存储与用户终端22相关联的信息的中央数据库，并且经信令链路连接到MME 34和PCRF 40。在此实施例中，HSS 36配置成支持诸如移动性管理、呼叫和会话建立支持及用户鉴权和接入授权等功能性。

PDN-GW 38类似于S-GW 32，表现在它充当朝向一个或多个分组数据网络(PDN)的分组数据接口的终止点/锚点。PDN-GW 38在起到其充当锚点的作用时，支持诸如策略执行（例如，用于资源分配和使用的运营商定义的规则）、分组过滤（例如，分组检查）和计费支持等特征和功能。在图1中，PDN-GW 38通过对应数据路径与数据平面中的S-GW 32和SASN 42传递用户数据。

PCRF 40是驻留在控制平面中帮助优化在各种策略与规则功能之间发生的交互的网络节点。在一个实施例中，PCRF 40配置成支持各种策略决定功能。例如，PCRF 40能够访问订户数据库和计费系统，支持在每用户和/或每群组基础上创建规则和策略，控制对高级内容的访问，基于累积使用控制对特征的访问，以及通过应用服务质量(QoS)控制优化网络资源利用。

最后，SASN 42是驻留在数据平面的允许网络运营商检查在多供应商和多接入网络中的业务流的工具。SASN 42与PDN-GW 38一起，可支持策略执行特征。如图1所示，SASN 42通过用户数据连接接收来自PDN-GW 38的数据分组，并且通过信令连接接收来自PCRF 40的信令数据。基于分组的检查，SASN 42为网络运营商实时提供对资源分配的更大控制。更具体地说，在与PCRF 40一起实现时，SASN 42允许网络运营商基于深度分组检查来管理和优化一种或几种网络资源的利用，并且允许识别实际上任何类型的应用。

如前面所述，本发明将LTE-EPC网络的一个或多个网络节点提供的资源提取到虚拟资源对象(VRO)中。随后，不必是拥有或维护相同网络节点的相同运营商的不同网络运营商能够使用这些VRO构建和维护虚拟网络。此方案允许跨多个运营商分担构建和维护LTE-EPC网络的成本。

图2根据本发明的一个实施例，示出在提取网络资源中以及在从提取的资源构建虚拟网络中涉及的一些组件。如图2所示，组件包括以通信方式互连网络资源模块52、资源管理模块54、登记单元56及虚拟网络运营商(VNO)客户端节点58的资源管理器50。

资源管理器50是IaaS管理中间件，并且由LTE-SAE网络10的拥有者和运营商经在资源管理中心54的一个或多个计算装置控制。在操作中，资源管理器50负责接收描述网络节点提供的资源的提取，并且将那些提取（即，VRO）公布到由登记单元56表示的公共登记单元。资源管理器50可在任何已知上下文中公布VRO；然而，在图8所示的一个实施例中，使用可扩展标记语言(XML)将可用VRO描述为一个或多个文件中的泛型类定义(generic class definition)，并且使用例如XML元数据交换(XMI)将其发送到登记单元56。

资源管理器50一般不配置成与网络节点60（例如，S-GW 32、MME 34、HSS 36、PDN-GW 38、PCRF 40及SASN 42）进行通信。因此，根据本发明，网络资源模块52部署在资源管理器50与网络节点60之间。如图2所示，网络资源模块52包括诸如服务器等独立的计算装置。然而，这只是为了清晰起见和便于说明。在另一实施例中，网络资源管理器52包括在诸如资源管理器50等另一计算装置上执行的软件模块。在其它实施例中，网络资源模块包括在一个或多个网络节点60上执行的插件。

无论定位如何，网络资源模块52充当在资源管理器50上运行的IaaS中间件与网络节点60之间的中介。也就是说，网络资源模块52配置成通过例如与这些网络节点的控制器交换消息，并且随后将那些网络节点60提供的资源提取到资源管理器50理解的上下文（即，VRO）中，检测或感应在LTE-SAE网络10中的不同网络节点60。例如，如图8所示，在一个实施例中的网络资源模块52使用XML将网络资源提取到一个或多个类中。网络资源模块52随后将提取的资源描述发送到资源管理器50以便在登记单元56中公布为VRO。

应理解的是，检测网络节点60可使用本领域熟知的任何方法来完成。例如，在一个实施例中，网络资源模块52与每个网络节点60的控制器交换消息。可由LTE-SAE网络10中特定网络节点60或由网络资源模块52启动的消息传递携带描述它们从网络节点60提供以供VNO使用的资源的信息。接收后，网络资源模块52通过将收到的信息提取到XML文件中的一个或多个类中，生成VRO，并且将结果XML文件发送到资源管理器50。

在另一实施例中，LTE-SAE网络10的拥有者/运营商最初经资源管理中心54为资源管理器50预配每个网络资源60提供的资源。随后，在每个网络节点60在网络10中被检测到时，它与网络资源模块52交换消息。网络资源模块52又通知资源管理器50，资源管理器50随后从预配的信息生成适当的VRO。

如上所述，登记单元56是接收来自资源管理器50的VRO并且存储它们以供一个或多个虚拟网络运营商(VNO)使用的公共登记单元。更具体地说，给定VNO客户端节点58经资源管理器50以通信方式连接到登记单元56。通过使用客户端节点58，VNO能够选择在构建和维护虚拟网络中要使用的一个或多个所需VRO。例如，VNO可能要构建具有某个带宽量或者为订户提供某个功能性的虚拟网络。通过使用客户端节点58，VNO能够浏览登记单元56中存储的可用VRO，并且选择匹配特定VNO要求的那些VRO。

在一些实施例中，资源发现服务62可由VNO用于自动搜索将匹配VNO要求的特定资源。具体而言，VNO能够向资源发现服务62识别用于构建虚拟网络的特定要求和/或需要。资源发现服务62随后将定期搜索登记单元56，并且在发现足以满足所述要求的一个或多个VRO时，通知VNO，VNO随后将从登记单元56选择适当的VRO。

图3A是示出在检测并向登记单元56公布选择的资源时在不同组件之间发生的消息交换的信令图70。在第一实施例中，LTE-SAE网络10的拥有者/运营商为资源管理器50预配识别和定义由LTE-SAE网络10中一个或多个PCC节点提供的资源的信息（行72）。如前面所述，PCC实体可包括但不限于驻留在网络10中的网络节点和其它元素（例如，eNodeB 22、S-GW 32、MME 34、HSS 36、PDN-GW 38、PCRF 40及SASN 42）。另外，如后面更详细所述，拥有者/运营商也可预配资源管理器50以定义具有指派到创建虚拟网络的每个新VNO的默认资源集的“虚拟容器”。

一旦资源管理器50接收来自资源管理中心54的信息，资源管理器50便执行将收到的信息转换成基于XML的文件中一个或多个VRO的软件程序（框74），并且在存储器中存储它。随后，网络资源模块52检测或感应到网络节点60的存在（行76）时，它将通知发送到资源管理器50（行78）。资源管理器50随后可从其存储器读取保存的VRO，并且将那些VRO公布到登记单元56以供VNO使用（行80）。例如，资源管理器50可使用XML元数据交换(XMI)将包含VRO的基于XML的文件发送到登记单元56。一旦公布后，VNO便能够选择所需VRO，并且如前面所述使用它们构建其相应虚拟网络。

图3B是根据本发明的一个实施例，示出用于检测和公布网络节点资源的方法90的流程图。方法90以接收来自资源管理中心54的描述一个或多个网络节点60的资源的信息开始（框92）。接收后，方法90提取网络节点资源到对应VRO中（框94）。例如，在一个实施例中，方法通过在对应泛型类定义中描述网络节点资源，如在图8所示的那些定义，生成VRO。一旦预配后，方法90便将一个或多个网络节点60检测为用于网络基础设施的资源（框96）。方法随后通过将泛型类定义发送到登记单元，在登记单元56中公布VRO，以供由构建虚拟网络的一个或多个VNO发现（框98）。

图4A示出用于拥有者/运营商未预配信息的另一实施例的信令图100。相反，网络节点60在LTE-SAE网络10中存在时，网络资源模块52检测或感应到它们（框102）。与允许网络资源模块52检测网络节点60的信号或消息相关联的是定义网络节点60提供的资源的信息。随后，网络资源模块52将信息发送到资源管理器50（行104），资源管理器执行XML转换以生成包含VRO的基于XML的文件（框106）。转换后，资源管理器50经XMI将VRO传送到登记单元56（行108）以供资源发现服务62发现（行110）。

图4B是根据本发明的另一个实施例，示出用于检测和公布网络节点资源的方法120的流程图。方法120以网络资源模块52将一个或多个网络节点检测为网络基础设施资源开始（框122）。随后，网络资源模块52接收描述网络节点的资源的信息（框124）。此信息例如可在来自网络节点的一个或多个消息中收到。通过生成例如描述网络节点资源的泛型类定义（例如，如图8所示），网络资源模块52将网络节点资源提取到对应VRO中（框126）。一旦生成后，网络资源模块52便在登记单元56中公布VRO以供由构建相应虚拟网络的一个或多个VNO发现。例如，网络资源模块可通过将包含泛型类定义的XML文件发送到登记单元56，公布VRO（框128）。如前面所述，IaaS中间件可能不能与网络节点60进行通信（框130）。因此，网络资源模块52在其存储器中缓存从网络节点60收到的消息，并且从网络节点60使用的第一格式和IaaS中间件使用的第二格式转换那些消息（框132）。

图5A是示出在VNO使用登记单元56中存储的VRO创建虚拟网络时发生的消息交换的信令图140。如图5A所示，VNO先从客户端节点58联系资源管理器50以获得构建虚拟LTE-SAE网络的记帐、鉴权和授权(AAA)许可（行142）。在此交换期间，也可为VNO提供包括创建网络需要的资源的默认集的“虚拟容器”。默认资源例如可包括LTE-SAE网络10中一个或多个PCC实体提供的基本开单和计费资源和/或PCRF 40提供的规则和策略资源的基本集。网络10内其它网络节点60提供的其它资源也可包括在资源的默认集中。这些资源通常由IaaS基于的LTE-SAE网络10的系统管理员或拥有者/运营商设置。

一旦VNO具有虚拟容器，VNO便能够使用客户端节点58添加和删除资源以使虚拟网络完整。在此实施例中，VNO具有资源发现服务62的访问权，并且向服务62识别一个或多个所需资源（行144）。随后，发现服务62查询登记单元56以确定VNO所需资源是否可用（行146）。登记单元通过关于与所需资源相关联的VRO是否可用的应答做出响应（行148），发现服务62将该应答传递回客户端58（行150）。应答例如可以是ACK/NACK，或者它可以是将在客户端节点58的显示器上所列特定资源识别为可用/不可用的指示符。

随后，VNO能够经客户端节点58查询登记单元56以获得所需VRO。具体而言，客户端节点58通过识别选择的VRO的消息查询资源管理器50（行152）。随后，资源管理器生成检索那些选择的VRO的请求，并且将请求发送到登记单元（行154）。如果可用，则登记单元56将选择的VRO发送回资源管理器50（行156），资源管理器随后将VRO返回到客户端装置58以便包括在VNO虚拟容器中（行158）。

一旦VNO已收到用于所需资源的VRO，VNO便能够利用在客户端节点58显示的图形用户接口(GUI)以配置和实例化(instantiate)将创建虚拟网络的选择的VRO（框160）。例如，考虑已选择HSS 36、PCRF 40、SASN 42和PDN-GW 38资源的VNO。在一个实施例中，HSS 36资源表示用户简档数据库。为配置和实例化HSS 36，VNO例如可添加一个或多个用户终端22到HSS 36。在操作中时，VNO也能够从HSS 36删除一个或多个用户终端。

除可能与默认虚拟容器一起输送的任何规则和策略外，VNO也可将静态和动态规则和策略提供到PCRF 40。VNO可执行以实例化和配置选择的VRO的其它功能是向PDN-GW 38识别它将提供的某些服务（例如，业务类型web服务、web服务到其它应用的绑定、分组检查服务及其它3GPP服务等），并且确定和创建PDN-GW将要支持的不同服务质量(QoS)简档（例如，带宽遏制、分组丢弃、用户简档类等）。

一旦配置后，VNO便实例化测试虚拟网络以测试虚拟网络的“基础设施”（框162）。具体而言，VNO通过已定义的规则和策略，在拥塞的条件下并且在应用的任何带宽约束内测试多个用户终端22。此“虚拟测试网络”能够由VNO用于确保虚拟网络将在定义的条件下正常操作而不干扰另一VNO的虚拟网络的操作。一旦虚拟网络已得到满意测试，网络便被部署以供VNO实际使用（行164）。之后，登记单元56将不时包括VNO可用于改变和/或维护虚拟网络的新VRO。

图5B是示出使用VRO创建虚拟网络的方法170的流程图。方法170以VNO客户端装置58接收一个或多个预定义VRO以便在构建虚拟网络中使用开始（框172）。预定义的VRO例如可包括在VNO上施加的规则、策略和其它资源的默认集。客户端节点58在显示器上列出用于VNO的一个或多个VRO（框174），VNO随后从列表中选择在创建虚拟网络中要使用的所需VRO（框176）。随后，VNO能够实例化选择的VRO以实例化虚拟网络（框178），并且配置实例化的VRO以便在虚拟网络中操作（框180）。通过使用客户端节点58，VNO随后能够添加用户到用户简档数据库（框182）并且预配PCRF、PCEF，以及生成QoS简档（框184）。通过使用实例化的VRO，VNO能够实例化“测试虚拟网络”以根据在PCRF中预配的策略，在某些拥塞条件下测试虚拟网络（框186）。如果测试运行令人满意，则VNO能够部署虚拟网络（框188）。

图6是根据本发明的一个实施例，示出网络资源模块52的一些组件的框图。如前面所述，网络资源模块52充当网络中可能不能使用XMI传递消息的节点的适配器。如图6所示，网络资源模块52包括可编程控制器190、存储器192和在网络资源模块52与资源管理器50和网络节点60之间传递消息的通信接口196。

可编程控制器190可包括一个或多个微处理器、微控制器、硬件电路和/或其组合，这些组件配置成执行用于检测或感应网络节点60以及与资源管理器60和与网络节点60相关联的控制器进行通信的指令和逻辑194。如前面所述，可编程控制器190也配置成将在节点配置的实现中的网络节点资源信息转换成图8所示基于XML的描述。此外，可编程控制器190能够确定提供资源信息的网络节点的类型，并且基于确定的网络节点类型适配网络资源信息的提取。更具体地说，可编程控制器190配置成基于为VRO提供要提取的信息的网络节点的类型来生成VRO。

存储器192存储可编程控制器190需要的数据和程序，包括定义网络资源模块52的功能的指令和逻辑194，并且也缓冲输入和输出消息（例如，XMI消息）。存储器192例如可包括诸如随机存取存储器、只读存储器和闪存存储器等一个或多个离散计算机可读媒体。

通信接口196以通信方式将网络资源控制器52连接到LTE-SAE网络10的网络节点60及资源管理器50或其它IaaS中间件管理器。通信接口196例如可包括以太网接口、电缆调制解调器或DSL接口。网络资源模块52经通信接口196监视LTE-SAE网络10以确定是否已添加或删除新网络节点或装置，或者用于现有节点的配置是否已更改。网络资源模块52将描述网络节点60提供的资源的信息经通信接口196发送到资源管理器50。

在一个实施例中，通信接口196包括有利于使用XMI与资源管理器50进行基于XML的消息（例如，GET、PUT、POST和DELETE）的交换的RESTful接口。

图7是示出客户端节点58的一些组件的框图。客户端节点58包括可编程控制器200、存储器202、由控制器200执行的逻辑和指令204、具有显示器208和键盘210的用户I/O接口206及通信接口212。象控制器190一样，控制器200也可包括一个或多个微处理器、微控制器、硬件电路和/或其组合，如前面所述，这些组件配置成执行用于构建和维护虚拟网络的指令和逻辑204。存储器202存储可编程控制器200需要的数据和程序，包括定义客户端节点58的功能的指令和逻辑204。存储器202例如可包括诸如随机存取存储器、只读存储器和闪存存储器等一个或多个离散计算机可读媒体。用户I/O接口允许VNO为虚拟网络选择所需VRO，并且定义用于虚拟网络的某些约束。客户端节点58经通信接口212与资源管理器50及与资源发现服务62进行通信。

如前面所述，图8示出由资源管理器50发送到登记单元56的可用VRO列表。可用VRO列表提供用于所有VRO的多个泛型类定义，这些定义随后用于创建特定VRO。例如，可从类定义将用于eNodeB资源的示范VRO编码如下。

Figure 2012800436645100002DEST_PATH_IMAGE002

如在此XML代码示例中所示，VRO描述eNodeB资源的属性。此类属性包括但不限于处理最多指定数量的订户的eNodeB的容量、eNodeB使用的接口的类型、其范围及VRO的描述。这些属性的分数值可由构建虚拟网络的VNO根据其特定需要指定；然而，存在基础设施提供商规定的约束。由于每个VRO资源在许多VNO之间共享，因此，这些约束例如可规定用于一个或多个属性的最大值。应认识到的是，用于诸如网关等其它基础设施资源的VRO也可从可用VRO列表的泛型VRO类定义创建。

因此，通过将LTE-EPC网络的一个或多个网络节点或其它元素提供的资源提取到虚拟资源对象(VRO)中，这些VRO被公布以便VNO在构建和维护虚拟网络中使用，本发明提供了将常规IaaS解决方案提供的服务扩展到LTE-EPC基础设施的系统和方法。然而，本领域普通技术人员也将容易领会本发明提供的许多优点。例如，通过本发明，将虚拟LTC-EPC扩展到现有数据中心。本发明也提供在网络的PCC节点与使用IaaS中间件的云产品(Cloud Offerings)之间的兼容性，这在以前是不存在的。

另外，系统管理员和VNO也将对用于创建和执行策略与服务质量(QoS)管理的网络资源具有更细颗粒的控制。此外，本发明允许VNO在几小时或几天内公布和实例化新资源，而不是如常规系统有关的情况一样几周或几月。另外，本发明也有利于创建新业务模型。仅作为示例，本发明也能够由基础设施提供商、虚拟网络提供商和网络服务提供商使用。另外，本发明比在常规系统中更好地将VNO相互隔离以及将产品虚拟网络和测试虚拟网络隔离，并且允许VNO在云中将其系统提供为“即付即用”(pay-as-you-go) LTE-EPC系统。另外，通过本发明，VNO能够添加多种不同“X即服务”服务和功能到其虚拟网络。

当然，在不脱离本发明基本特征的情况下，本发明可以不同于本文具体所述那些方式外的其它方式实现。因此，所述实施例在所有方面均要视为说明而不是限制，并且在随附权利要求的意义和等同物范围内的所有更改要涵盖在其中。

Claims

1. 一种网络资源模块，包括：

接口，配置成以通信方式连接资源管理器和通信网络中的一个或多个网络节点；以及

控制器，配置成：

将与所述一个或多个网络节点相关联的网络节点资源提取到对应一个或多个虚拟资源对象(VRO)中；以及

在登记单元中公布所述VRO以供为虚拟网络创建虚拟基础设施的虚拟网络运营商(VNO)发现。

2. 如权利要求1所述的模块，其中所述控制器还配置成将所述一个或多个网络节点检测为基础设施资源。

3. 如权利要求1所述的模块，还包括配置成缓冲与所述一个或多个网络节点传递的消息的存储器。

4. 如权利要求3所述的模块，其中所述处理器还配置成在与所述一个或多个网络节点兼容的第一格式和与所述资源管理器兼容的第二格式之间转换所述消息。

5. 如权利要求1所述的模块，其中所述控制器配置成：

确定用于每个网络节点的网络节点类型；以及

通过基于所述确定的网络节点类型，生成所述VRO以包括描述与每个网络节点相关联的所述网络节点资源的对应泛型类定义，来提取所述网络节点资源。

6. 一种识别用于虚拟网络的网络基础设施资源的方法，所述方法包括：

接收描述通信网络中一个或多个网络节点的资源的信息；

将与所述一个或多个网络节点相关联的网络节点资源提取到对应虚拟资源对象(VRO)中；以及

在登记单元中公布所述VRO以供创建虚拟网络的虚拟网络运营商(VNO)发现。

7. 如权利要求6所述的方法，还包括将所述一个或多个网络节点检测为基础设施资源。

8. 如权利要求6所述的方法，还包括：

缓冲与所述一个或多个网络节点传递的消息；以及

在与所述一个或多个网络节点兼容的第一格式和与资源管理器兼容的第二格式之间转换所述消息。

9. 如权利要求6所述的方法，其中提取网络节点资源包括：

确定用于每个网络节点的网络节点类型；以及

基于所述确定的网络节点类型，生成所述VRO以包括描述与每个网络节点相关联的所述网络节点资源的对应泛型类定义。

10. 如权利要求9所述的方法，其中在登记单元中公布所述VRO包括将所述泛型类定义发送到所述登记单元。

11. 如权利要求6所述的方法，其中接收描述通信网络中一个或多个节点的资源的信息包括接收来自与所述通信网络的系统管理员相关联的资源管理中心的所述信息。

12. 一种用于为虚拟网络创建虚拟基础设施的节点，所述节点包括：

接口，配置成接收识别表示用于虚拟网络的资源的一个或多个虚拟资源对象(VRO)的列表；以及

控制器，配置成：

从所述列表选择用于所述虚拟网络的所需VRO；以及

实例化所述选择的VRO以实例化所述虚拟网络。

13. 如权利要求12所述的节点，其中所述控制器还配置成接收用于所述虚拟网络的一个或多个预定义的VRO。

14. 如权利要求12所述的节点，其中所述控制器还编程为配置所述实例化的VRO以便在所述虚拟网络中操作，所述VRO包括一个或多个归属订户服务器(HSS)资源、服务感知支持节点(SASN)资源、分组数据网络网关(PDN-GW)资源、策略和计费规则功能(PCRF)资源及策略和计费执行功能(PCEF)资源。

15. 如权利要求14所述的节点，其中所述HSS、SASN和PDN-GW包括用户简档数据库，以及其中所述控制器还配置成添加对应用户设备(UE)的一个或多个用户到所述用户简档数据库。

16. 如权利要求14所述的节点，其中所述控制器还编程为：

为所述PCRF预配一个或多个静态和/或动态策略；

识别经所述虚拟网络将可用于用户的服务；以及

生成用于所述PCEF的一个或多个服务质量(QoS)简档。

17. 如权利要求16所述的节点，其中所述控制器还编程为实例化测试虚拟网络(TVN)以根据提供到所述PCRF的策略，在拥塞条件下通过多个测试UE来测试所述虚拟网络。

18. 一种用于为虚拟网络创建虚拟基础设施的方法，所述方法包括：

列出表示用于虚拟网络的资源的一个或多个虚拟资源对象(VRO)；

从所述列表选择用于所述虚拟网络的所需VRO；以及

实例化所述选择的VRO以实例化所述虚拟网络。

19. 如权利要求18所述的方法，还包括接收用于所述虚拟网络的一个或多个预定义的VRO。

20. 如权利要求18所述的方法，还包括配置所述实例化的VRO以便在所述虚拟网络中操作，所述VRO包括一个或多个归属订户服务器(HSS)资源、服务感知支持节点(SASN)资源、分组数据网络网关(PDN-GW)资源、策略和计费规则功能(PCRF)资源及策略和计费执行功能(PCEF)资源。

21. 如权利要求20所述的方法，其中所述HSS、SASN和PDN-GW包括用户简档数据库，以及其中所述方法还包括添加对应用户设备(UE)的一个或多个用户到所述用户简档数据库。

22. 如权利要求20所述的方法，还包括：

为所述PCRF预配静态和/或动态策略；

预配所述PCEF以识别经所述虚拟网络将可用于用户的服务；以及

生成一个或多个服务质量(QoS)简档，并且为所述PCEF预配所述QoS简档。

23. 如权利要求22所述的节点，还包括实例化测试虚拟网络(TVN)以根据提供到所述PCRF的策略，在拥塞条件下通过多个测试UE来测试所述虚拟基础设施。