CN107211038B - 用于nfvi的enf选择 - Google Patents

Abstract

一种方法和系统，由计算装置来实现以建立接入网络上住宅网关和网络功能虚拟化基础设施（NFVI）中的虚拟边缘网络功能（vENF）之间的会话，其中多个住宅网关通过多个接入节点被连接到接入网络，所述多个接入节点经由将初始服务请求广播到NFVI中的多个VENF的NFVI网关将边缘网络功能请求用隧道传送到NFVI。该方法定义了用于vENF自选择以服务于来自住宅网关的初始服务会话请求的过程。

Description

用于NFVI的ENF选择

技术领域

本发明的实施例涉及网络功能虚拟基础设施（NFVI）的领域。特定地，实施例涉及一种过程，通过所述过程虚拟边缘网络功能（vENF）的集合中的一个或更多自选择来自住宅网关的集合的要服务的数据业务，其中数据业务跨接入网络被用隧道传送到NFVI。

背景技术

网络功能虚拟化（NFV）是将网络装置功能的完全类别（entire classes）或特定功能实现为构造块的网络架构概念，所述构造块可被连接、或链接在一起以创建通信服务。这些功能在虚拟化的软件环境中被实现，所述虚拟化的软件环境能够实现它们到网络内部署的商用（commodity）硬件的分布和所述硬件上的执行。

NFV依赖但不同于传统的服务器虚拟化技术（诸如在企业级别软件中使用的那些）。虚拟化的网络功能（或VNF）可经由运行不同软件和进程的一个或更多虚拟机被实现在标准网络装置或服务器架构（诸如交换机和存储系统）之上，或甚至在云计算基础设施中，而不是对于每个网络功能具有定制的硬件器具（custom hardware appliance）。

欧洲电信标准协会（ETSI）已发展了定义与当前由宽带论坛（BBF）指定的功能的虚拟化有关的多个使用情况的NFV倡议（initiative），使得它们能在商用基础设施上被部署。NFV倡议除了其它情况之外还描述了与两个节点/平台、住宅网关（RG）和宽带网络网关（BNG）有关的使用情况的基础。

RG和BNG的具体情况在对虚拟化基础设施的接入和VNF的设计中施加了一些新挑战，以便于当允许虚拟化的益处被应用于服务输送的时候保持现有的协议和规程（procedure）。从接入的观点，这涉及曾是接入网络的单片网络侧端接的伸出（scale out）。

BBF技术报告（TR）-101是基于带有扩展的802.lad（QinQ）的提案。该提案定义了跨接入网络建立会话的方式，其支持来自接入节点的多个加标记（tagging）模型上行流。该提案还支持在客户分接点（customer drop）上的多个加标记模型。TR-101起初关注于数字订户线路（DSL）接入和以太网聚合，但已被扩展以支持无源光网络（passive opticalnetwork）接入（TR-156 & TR-167）和多协议标签交换（MPLS）聚合（TR-178）。然而所有这些推荐假定来自单个供应商（vendor）的单片边界网络网关（BNG）。将BNG功能分解为虚拟化的网络功能和NFVI中的部署显著地变更了伸缩平衡（scale equation）并引入了关于负载（load）怎样被分发的新挑战。

发明内容

一种方法由计算装置实现以用于建立接入网络上住宅网关和网络功能虚拟化基础设施（NFVI）中的虚拟边缘网络功能（vENF）之间的通信会话，其中多个住宅网关通过多个接入节点被连接到接入网络，所述多个接入节点经由将初始服务请求广播到NFVI中的多个vENF的NFVI网关将边缘网络功能请求用隧道传送到NFVI。vENF自选择以服务于来自住宅网关的初始服务会话请求。该方法包含经由广播域或广播域的仿真（emulation）从NFVI网关接收初始服务会话请求，以及经由作为服务会话请求的部分而接收的准则来确定vENF是用于服务于会话的候选。该方法进一步包含将服务会话请求响应（该响应标识用于服务于会话的vENF的地址）发送到住宅网关，以及在完成会话建立确认时在所述网关和vENF之间的会话上与住宅网关交换数据业务。

一种实现住宅网关的计算装置被配置成建立接入网络上住宅网关和NFVI中的vENF之间的通信会话，其中多个住宅网关通过多个接入节点被连接到接入网络，所述多个接入节点经由将初始服务请求广播到NFVI中的多个vENF的NFVI网关将边缘网络功能请求用隧道传送到NFVI。vENF自选择以服务于来自住宅网关的初始服务会话请求。该计算装置包含非暂态机器可读的媒体（在其中已存储用于至少一个虚拟机和至少一个vENF的指令）和耦合至所述非暂态机器可读的媒体的处理器。该处理器被配置成执行虚拟机，所述至少一个虚拟机被配置成执行所述至少一个vENF。vENF被配置成经由广播域或广播域的仿真从NFVI网关接收初始服务会话请求、经由作为服务会话请求的部分而接收的准则来确定vENF是用于服务于会话的候选、将服务会话请求响应（该响应标识用于服务于会话的vENF的地址）发送到住宅网关、在完成会话建立确认时在所述网关和vENF之间的会话上与住宅网关交换数据业务。

附图说明

本发明可通过参考用于示出本发明的实施例的附图和以下描述而最好地被理解。在附图中：

图1是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中1:1加标记被实现。

图2A是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中PPPoE被实现且PADI被发送。

图2B是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中PPPoE被实现且PADO被发送。

图2C是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中PPPoE会话被建立。

图3是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中N:1加标记被实现。

图4A是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中IPoE被实现且DHCP发现被发送。

图4B是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中IPoE被实现且DHCP供应（offer）被发送。

图4C是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中IPoE会话被建立。

图5是用于vENF自选择的过程的一个实施例的流程图。

图6是NFVI系统架构的一个实施例的图。

具体实施方式

以下描述描述了方法和设备，其用于建立接入网络上住宅网关和网络功能虚拟化基础设施（NFVI）中的虚拟边缘网络功能（VENF）之间的通信会话，其中多个住宅网关通过多个接入节点被连接到接入网络，所述接入节点经由将初始服务请求广播到NFVI中的多个vENF的NFVI网关将边缘网络功能请求用隧道传送到NFVI。一个或更多vENF自选择服务于来自住宅网关的初始服务请求并操纵作为会话启动（initiation）的部分返回到住宅网关（RG）的信息，使得随后的会话业务被指引到自选择的vENF。在以下描述中，大量特定的细节（诸如逻辑实现、操作码、用于指定操作数的部件、资源划分/共享/复制实现、系统组件的种类和相互关系、以及逻辑划分/集成选择）被阐述以便于提供本发明的更透彻的理解。然而，本领域技术人员将领会到，本发明可在没有此类特定细节的情况下被实践。在其它实例中，控制结构、门控级别电路和充分的软件指令序列未被详细示出，以便于不使本发明难以理解。本领域中的那些普通技术人员通过包含的描述将能实现适当的功能性而没有过度的实验。

在本说明书中对“一个实施例，”“一实施例，”“一示例实施例，”等等的引用指示所描述的实施例可包含具体的特征、结构、或特性，但每一个实施例可不必要包含所述具体的特征、结构、或特性。此外，此类短语不必要指的是相同的实施例。进一步地，在具体的特征、结构、或特性联系一实施例被描述时，主张（submit）的是，联系无论是否明确描述的其它实施例来影响（affect）此类特征、结构、或特性是在本领域中的技术人员的知识内的。

加括号的文本和带有虚线边界（例如，大虚线、小虚线、点虚线、和点）的块可在本文中被使用以示出可选的操作，这些操作将另外的特征添加到本发明的实施例。然而，此类标记用法不应被认为是指这些是仅有的选项或可选操作，和/或带有实线边界的块不是可选的（在本发明的某些实施例中）。

在以下描述和权利要求中，术语“耦合”和“连接”连同其派生词可被使用。应被理解，这些术语并非作为对彼此的同义词。“耦合”用于指示两个或更多元件，其可以或可不与彼此有直接的物理或电接触、与彼此合作或交互。“连接”用于指示在耦合于彼此的两个或更多元件之间通信的建立。

以下首字母缩略词在本文中被使用和在此处被提供以用于便利的缘故和便利。首字母缩略词或缩写包含：AN——接入节点；BBF——宽带论坛；DA——目的地地址；DHCP——动态主机配置协议；DSL——数字订户回路；EMS——元件管理系统；ENF——边缘网络功能；ENFI——ENF实例；IPoE——以太网上IP；MPLS——多协议标签交换；MS-BNG——多服务BNG；NFV——网络功能虚拟化；NFVI——NFV基础设施；NPIF——新项目启动形式；OAM——操作、监管、维护；PADI——PPPoE 主动发现启动；PADO——PPPoE主动发现供应；PON——无源光网络；PPP——点对点协议；PPPoE——以太网上PPP；PW——伪线；RADIUS——远程认证拨入用户服务；RG——住宅网关；SA——源地址；TLS——传输层安全性；TR——技术报告；vENF——虚拟ENF；VNF——虚拟网络功能；VNFM——VNF管理器；VPN——虚拟专用网络；VRRP——虚拟路由器冗余协议；以及WT——工作文本。

概述

本发明的实施例在前述说明书中描述了用于以最小化基础设施配备以及跨所有定义的接入协议套件和VLAN加标记模式进行工作的形式跨虚拟化的边缘网络功能（vENF）的集合来分发由BBF TR-101/156/167/178接入网络所生成的负载的方法和系统。现有技术未供应可应用于该基础设施的任何负载分发过程或机制。具体而言，不存在不要求NFVI中和/或在NFVI/WAN边界线的协议套件意识（awareness）和/或另外的配备点以及对不同TR-101加标记选项的特定行为的负载分发系统或方法。本文中所提供的实施例具有最合乎需要的操作性质以及实现简单性。

在与现有技术的比较中，曾是服务了大量客户的单个平台/网络侧端接已被分解为采用边缘网络功能（ENF）的形式的大量网络侧端接，所述边缘网络功能作为虚拟化的ENF（即vENF）在商用计算机服务器中被实现。在NFVI中实现这些vENF要求用于将进入的业务分散到vENF并在vENF和住宅网关（RG）（在其中对于服务的请求正始发）之间建立连接的机制。在NFVI以内的这种分散如何发生能以大量方式被取得，但存在已经操作化的许多协议和规程，它们需要在该NFVI实现中被继承（carry forward）和被支持。

实施例支持包含TR-101、TR-156、TR-167、和TR-178的BBF TR。具体而言，本发明的实施例将所使用的TR-101加标记选项和所使用的接入协议套件的意识局限于ENF。本发明不要求ENF实例的数量的伸大（scale up）或缩小（scale down）的协调，或带有NFVI网关（NFVI GW）的ENF实例生命周期的任何方面。

TR-101/156/167/178定义对两个接入协议套件的支持：PPPoE和IPoE。另外，VLAN加标记的两个模式被支持：1:1和N:1 VLAN加标记。实施例被设计成将在协议和标记处置中的不同局限于ENF，所述ENF由MS-BNG和NFVI-GW中的共同实现来服务。在该方面，实施例仅在MS-BNG的现有行为上传达（relay）以如在TR-178中所指定的来使用S标记交叉连接。这对于1:1、N:1和TLS是可应用的。

提案TR-101定义了某个矩阵，该矩阵定义了以下的本文所描述的实施例中要被使用的标记的集合：

实施例提供了与加标记模式无关地来操作的方法和系统，如关于示例实施例在下文进一步详细所描述的， NFVI-GW将接收的S标记映射到NFVI中的广播域，其中广播域或广播域的相似仿真具有作为附连的“端口”的vENF的集合和NFVI-GW。在一个示例实施例中，广播域被实现为开放堆栈中子网络（Open Stack Neutron network）。作为广播域的使用的结果，所有vENF看见由RG广播的初始控制消息。此类初始控制消息（或初始服务请求消息）能是DHCP发现或PPPoE PADI，其中两者都被实现为从NFVI GW到vENF的集合的L2广播。vENF已被VNFM和/或EMS关于它们应提供服务给哪些订户和/或订户的哪个范围来编程，其由vENF在对于IPoE和PPPoE的1:1 VLAN的C标记的基础上、在对于带有IPoE的N:1 VLAN的选项82信息的基础上、在对于PPPoE PADI的电路ID和远程ID标记的基础上、或在相似标记或设施信息的基础上来辨认。一个或更多vENF可将DHCP租用/PPPoE端接“供应”给订户或相似地供应以服务于进入的服务会话请求。这些供应还提供了涉及服务请求的随后业务流将在RG和vENF之间被单播的充分信息。

实施例提供了大量优点。实施例不管在场所的媒体接入控制（MAC）终端点的数量而工作，聚合业务并将聚合的业务导引到独特的vENF（在标识的设施（电路ID或C标记）的基础上）。实施例的方法和系统能还在vENF中按客户分接点来实例化NAT实例并因此能在接入网络中处置重叠的因特网协议（IP）地址范围。实施例与加标记模型或协议套件无关来提供在MS-BNG和NFVI-GW两者的共同实现和配备。实施例使共同实现和配备能够被用于MS-BNG和NFVI-GW两者（对于TR-178和BBF WT-317/328两者）。该技术还具有合乎需要的性质，即与单独订户设施相关联的所有业务将被指引到单个vENF，这大大地简化操作、监管和管理（OAM）规程，认证、授权和记账（AAA）、以及对于接入设施的聚合业务合同的处置。

实施例支持路由的RG、网络使能的RG、和虚拟商业网关。对于PPPoE和DHCP两者，规程已经对于客户端被定义以在多个供应之间仲裁。因此，实施例不必确保单个vENF只供应至少一个vENF供应初始服务请求，但是将必须确保一但某个vENF已对于给定的订户接入设施进行自选择，其专门服务于该订户的任何随后请求是合乎需要的。因此，在一些实施例中，避免多个供应和潜在的多个vENF服务于桥接的（bridged）RG的多个客户端可能是更可取的。这是vENF实现事项（matter）且并不影响NFVI架构。

在一些实施例中，对订户分接点的vENF的关系未被指定，该关系能是1:1、N:1或相似地被组织。因此，实施例支持每订户的VM（即，vENF）或备选的是实施例支持每VM多个订户。实施例不约束自选择过程能在vENF的集合之间协调的方式。该自选择不必是所有权的预定义静态映射。例如，所有vENF不需要是相等的（即，具有同样的功能性或负载）。实施例能包含充当对于IPoE的负载平衡器的共同vENF/DHCP服务器。另外，vENF能简单地是对中央负载平衡代理器的DHCP中继。vENF能还参与报告当前负载级别/资源可用性和相似度量以用于负载平衡中的使用。

实施例兼容于伸大和/或缩小的方法。相似地，实施例能与将促进弹性的任何协议一起被利用。例如，实施例能与用于镜像的vENF的快速故障切换（failover）的虚拟路由器冗余协议（VRRP）结合而被利用。同样，实施例兼容于促进操作的规程的协议。例如，互联网控制消息协议（ICMP）重指引能被利用以通过将一个vENF的业务的所有或子集指引到另一个vENF来静止给定vENF上的会话。

实施例支持安全性协议和规程。电路ID&远程ID、音频视频协议（AVP）、DHCP选项82、和被施加C标记的接入节点全部是提供商监管的值，所述值在提供者接入网络之外不存在。这些协议和相关的数据在接入节点被施加和/或被移除。不存在订户对vENF选择过程的恶意或不适当（incompetent）滥用的空间。TR-101i2接入节点将管制（police）在“U”接口上接收的源地址&目的地MAC。一旦会话被建立，订户就不能将业务指引到除了服务的vENF之外的vENF。在订户端口上得知的MAC地址的数量能被限定（cap）。相似地，会话初始请求的速率能被接入节点限制。

图1是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中1:1加标记被实现。在该图以及在本文中以下所描述的那些图中，示例接入网络和NFVI架构通过示例的方式并不是通过限制的方式被示出和描述。本领域中的技术人员将理解其它配置和方法能与本发明的实施例的原理、技术和结构一致地被利用。

在该示例中，订户的集合通过住宅网关（RG）的集合被连接到接入网络。住宅网关经由接入节点（AN）的集合被连接到接入网络，接入节点是提供到接入网络的初始接入的网络装置。接入节点向NFVI转发进入的数据业务以便由vENF的集合中一个来处理。在图中，U、V和M是参考点。U是订户分接点。V是来自接入节点的上行链路。M是接入网络的管理。

在接入节点，数据业务根据IEEE 802.1Q被封装并指派给虚拟局域网（VLAN），这包含使用标识始发的RG的客户标记（C标记）。数据业务根据使用服务标记（S标记）的服务进一步被处理以将其封装和将其指派给VLAN。随后将数据业务向多服务边界网络网关（MS-BNG）转发，多服务边界网络网关标识要被NFVI服务的业务并将数据业务转发到NFVI网关（NFVIGW）（如原生（native）以太网一样或经由（例如）伪线（PW）用隧道传送）。在一个实施例中，数据业务的映射能按S标记被进行到对应的PW（按BBF TR-178）。

NFVI GW端接PW并在广播域上将接收的数据业务转发到每个vENF（在图中简单地示出为ENF）。不管被AN使用的加标记模式如何，S标记被NFVI GW利用以将数据业务映射到将NFVI GW连接于vENF的集合（该集合的vENF处置S标记标识的范围的服务或服务对应的客户群）的适当广播域。

vENF的集合由虚拟网络功能管理器（VNFM）和元件管理系统（EMS）来管理和配置。VNFM实例化或‘设立’vENF的集合并确保恢复和继续的执行。EMS负责vENF配置，包括通过每个被指派的C标记的集合来指导vENF的集合接受和服务于对应数据业务。用于跨vENF指派和分发C标记的该配置的任何方法或系统被本发明的实施例所包含。C标记的指派能是静态的或动态的且包含C标记的重叠范围的任何范围能被指派给每个vENF。

一但数据业务经由广播域而到达vENF的集合，指派给对应的C标记的那些vENF将尝试与始发住宅网关建立通信会话。在多个vENF尝试建立会话的情况下vENF的哪个成功建立会话的解析（resolution）能在始发RG被管控或相似地配置。任何协议或方法能被采用以用于解析来自vENF的多个供应。

该示例提供了1:1加标记实施例的基础概述。使用PPPoE的特定实现在本文中关于图2A-2C在下面被描述。

图2A是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中PPPoE被实现且PADI被发送。在该实施例中，要被建立的连接是PPPoE会话且会话建立由来自住宅网关的初始服务会话请求所启动，其被实现为从住宅网关发送到接入节点的PPPoE主动发现启动（PADI）。PADI被接入节点按照标准用C标记和S标记来加标记并被转发（如在上面所描述的）。在一个示例实施例中，S标记在MS-BNG如在BBF TR-101中所阐述的被“水平分割”地处置。在NFVI GW，S标记被移除且帧在关联的广播域上被转发到附连的vENF。在vENF，已被配置成服务于接收的数据业务的C标记的vENF自选择以响应并尝试与以PADI的形式始发了初始服务会话请求的住宅网关建立PPPoE会话。

图2B是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中PPPoE被实现且PADO被发送。在vENF的子集已自选择以响应于PADI之后，每个vENF生成和发送PPPoE主动发现供应到住宅网关。PADO含有用于标识发送vENF的信息（诸如其MAC地址），以能够实现PPPoE会话的直接通信和建立。

图2C是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中PPPoE会话被建立。在始发住宅网关，来自每个响应的vENF的PADO被接收和处理。住宅网关能使用用于解析选择响应的vENF中的哪个的任何过程或机制。住宅网关在解析出该vENF后将数据业务指引到该vENF的MAC地址并认为该vENF是其BNG和该vENF能透明地提供BNG的期望边缘功能。

图3是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中N:1加标记被实现。如与图1一样，在该示例中，订户的集合通过住宅网关的集合被连接到接入网络。住宅网关经由接入节点的集合被连接到接入网络，接入节点是提供到接入网络的初始接入的网络装置。接入节点向NFVI转发进入的数据业务以便由vENF的集合中的一个来处理。

在接入节点，数据业务根据IEEE 802.1Q被封装并被指派给虚拟局域网（VLAN），这包含根据使用服务标记（S标记）的服务将其指派给VLAN。相比在上面所描述的实施例，C标记不被利用在住宅网关和将它们连接到NFVI中vENF的VLAN之间创建N:1关系。将数据业务随后向多服务边界网络网关（MS-BNG）转发，多服务边界网络网关标识要被NFVI服务的业务并将数据业务通过伪线（PW）转发到NFVI网关（NFVI GW）。在一个实施例中，数据业务的映射能按S标记进行到对应的PW（按BBF TR-178）。

NFVI GW端接PW并在广播域上将接收的数据业务转发到每个vENF（在图中简单地示出为ENF）。S标记被NFVI GW利用以将数据业务映射到将NFVI GW连接于vENF的集合（该集合的vENF处置被S标记标识的范围的服务或服务对应的客户群）的适当广播域。

vENF的集合由虚拟网络功能管理器（VNFM）和元件管理系统（EMS）来管理和配置。VNFM实例化或‘设立’vENF的集合并确保恢复和继续的执行。EMS负责vENF配置，包括通过每个被指派的电路标识符或相似设施信息的集合来指导vENF的集合接受和服务于对应的数据业务。用于跨vENF指派和分发电路标识符或等效物的该配置的任何方法或系统是被本发明的实施例所包含的。电路标识符的指派能是静态的或动态的且包含电路标识符的重叠范围的任何范围能被指派给每个vENF。

一但数据业务经由广播域到达vENF的集合，指派给对应电路标识符的那些vENF将尝试与始发住宅网关建立通信会话。在多个vENF尝试建立会话的情况下vENF中的哪个成功建立会话的解析能在始发RG被管控或相似地配置。任何协议或方法能被采用以用于解析来自vENF的多个供应。

该示例提供了N:1加标记实施例的基础概述。使用IPoE的特定实现在本文中在下面关于图4A-4C被描述。

图4A是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中IPoE被实现且DHCP发现被发送。在该实施例中，要被建立的连接是IPoE且要通过来自住宅网关的初始服务会话请求所建立的会话被实现为从住宅网关发送到接入节点的DHCP发现消息。DHCP发现消息用S标记被加标记并被转发（如在上面所描述的）。另外，设施信息（诸如电路标识符）由接入节点的DHCP中继代理器或代理来添加。在一个示例中，选项82信息根据BBF TR-101被添加。进一步地，在一个示例实施例中，S标记在MS-BNG如在BBF TR-101中所阐述的被“水平分割”地处置。在NFVI GW，S标记被移除且在关联的广播域上被转发到附连的vENF。在vENF，已被配置成服务于接收的数据业务的电路标识符或等效信息的vENF自选择以响应并尝试与以DHCP供应消息的形式始发了初始服务会话请求的住宅网关建立IPoE会话。

图4B是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中IPoE被实现且DHCP供应被发送。在vENF的子集已自选择以响应于DHCP发现消息之后，每个vENF生成和发送DHCP供应到始发网关。DHCP供应含有用于标识发送vENF的信息（诸如其MAC地址），以能够实现IPoE会话的直接通信和建立。

图4C是接入网络和NFVI的一个实施例的图，其中IPoE会话被建立。在始发住宅网关，来自每个响应的vENF的DHCP供应被接收和处理。住宅网关能使用用于解析选择响应的vENF中的哪个的任何过程或机制。住宅网关在解析出该vENF后将数据业务指引到该vENF的MAC地址并认为该vENF是其BNG且该vENF能透明地提供BNG的期望边缘功能。

图5是对于vENF自选择的过程的一个实施例的流程图。该过程是本发明的一般化的实施例并包含本文以上所描述的示例实施例。这是如NFVI中的每个vENF实现的过程。该过程开始于VNFM对vENF的实例化（未示出）。在每个vENF被实例化之后，它们能各自由EMS来配置。EMS提供对于vENF用于标识对于服务的服务会话请求的准则的集合（块501）。取决于实现的准则的该集合能是以太网C标记、电路标识符、或相似设施信息。vENF能被指派任何范围的准则，使得范围是独特的或重叠的。在存在重叠的准则的情况中，则始发住宅网关和vENF能采用用于协商供应的vENF中的哪个将与始发住宅网关建立会话的任何技术或过程。

在vENF已配置有自选择准则之后，则vENF被准备以从住宅网关接收初始服务会话请求，所述初始服务会话请求经由广播域被NFVI GW广播（块503）。初始服务会话请求能具有任何格式或由任何协议来指定，包含是PADI或DHCP发现消息，如在上文所讨论的。

使用配置的准则，每个vENF评估接收的初始服务会话请求以确定vENF准则是否指示了该vENF是用于服务于请求的会话的候选（块505）。这能包含校验初始服务会话请求的C标记、电路标识符或相似信息是否匹配所提供的准则。如果此类匹配未被找到，则vENF丢弃业务且不进一步处理初始服务会话请求。

然而，在匹配被找到的情况下，则vENF将服务会话请求响应发送到住宅网关，该响应标识用于服务于会话的vENF的地址（块507）。响应消息能是PADO、DHCP供应或相似响应消息。响应消息能包含任何类型的地址（包含MAC地址、IP地址或相似地址），其使得住宅网关能够与vENF直接通信。住宅网关可从vENF接收多个响应，在该情况中住宅网关和vENF能使用用于解析供应中的哪个被接受的任何协议或方法。

一旦住宅网关接受供应并完成与vENF之一的会话的建立，则数据业务的交换能在住宅网关和该vENF之间的会话上开始，该vENF担当对于该住宅网关的BNG。

流程图中的操作将参考其它图的示范实施例被描述。然而，应理解，流程图的操作能由与参考其它图所讨论的那些实施例不同的本发明的实施例来执行，且参考这些其它图所讨论的本发明的实施例能执行与参考流程图所讨论的那些操作不同的操作。

物理架构

使用机器可读的媒体（也叫做计算机可读的媒体），电子装置存储和传送（在内部和/或与网络上的其它电子装置）代码（其由软件指令组成且其有时被称为计算机程序代码或计算机程序）和/或数据，所述机器可读的媒体诸如是机器可读的存储媒体（例如磁盘、光盘、只读存储器（ROM）、闪速存储器装置、相变存储器）和机器可读的传送媒体（还叫做载体）（例如，电、光、无线电、声或其它形式的传播信号——诸如载波、红外线信号）。因此，电子装置（例如，计算机）包含硬件和软件，诸如一个或更多处理器的集合，其耦合到用于存储用于在处理器的该集合上执行的代码和/或用于存储数据的一个或更多机器可读的存储媒体。例如，电子装置可包含含有代码的非易失性存储器，因为即使在电子装置被关闭时（在电力被移除时）非易失性存储器能存留代码/数据，以及当电子装置被打开时要被电子装置的处理器执行的代码的该部分典型地从较慢的非易失性存储器被复制到该电子装置的易失性存储器（例如，动态随机访问存储器（DRAM），静态随机访问存储器（SRAM））中。典型的电子装置还包含用于与其它电子装置建立网络连接（以使用传播信号传送和/或接收代码和/或数据）的一个或更多物理网络接口的集合。使用软件、固件、和/或硬件的不同组合，本发明的一实施例的一个或更多部分可被实现。

网络装置（ND）是通信地互相连接网络上的其它电子装置（例如，其它网络装置、终端用户装置）的电子装置。一些网络装置是提供对于多个网络化功能（例如，路由、桥接、交换、层2聚合、会话边界控制、服务的质量、和/或订户管理）的支持、和/或提供对于多个应用服务（例如，数据、语音、和视频）的支持的“多服务网络装置”。

使用订户电路，某些ND（例如，某些边缘ND）在内部代表终端用户装置（或有时是客户场所装备（CPE），诸如住宅网关（例如，路由器、调制解调器））。订户电路在ND内独特地标识订户会话并典型地对于会话的生存期（lifetime）存在。因此，在订户连接到ND时该ND典型地分配订户电路，并对应地在该订户断开连接时解除分配该订户电路。每个订户会话代表在ND和终端用户装置（或有时是CPE，诸如住宅网关或调制解调器）之间使用协议传递的分组的可区别流，所述协议诸如是另一个协议上的点对点协议（PPPoX）（例如，其中X是以太网或异步转移模式（ATM））、以太网、802.1Q 虚拟LAN（VLAN）、因特网协议、或ATM）。使用各种机制（例如，手动配备动态主机配置协议（DHCP）、DHCP/无客户端的互联网协议服务（CLIPS）或媒体接入控制（MAC）地址追踪），订户会话能被启动。例如，点对点协议（PPP）普遍被用于数字订户线路（DSL）服务并要求使订户能够录入（enter）用户名和密码的PPP客户端的安装，其进而可被用于选择订户记录。在DHCP被使用（例如，用于线缆调制解调器服务）时，用户名典型地不被提供；但在此类情形中其它信息（例如，包含终端用户装置（或CPE）中硬件的MAC地址的信息）被提供。ND上的DHCP和CLIPS的使用捕获MAC地址并使用这些地址以区别订户及访问其订户记录。

虚拟电路（VC）（与虚拟连接和虚拟信道同义）是面向连接的通信服务，其借助于分组模式通信被输送。虚拟电路通信类似于电路交换，因为两者是面向连接的，意味着在两种情况中数据以正确顺序被输送，且信令开销在连接建立阶段期间被要求。虚拟电路可在不同层存在。例如，在层4，面向连接的传输层数据链路协议（诸如传送控制协议（TCP））（RFC793和1180）可依赖于无连接分组交换网络层协议（诸如IP），其中不同分组可在不同路径上被路由，并因此被乱序输送。在可靠的虚拟电路通过TCP在下层的不可靠的和无连接的IP协议之上被建立的情况下，虚拟电路通过源和目的地网络套接字（socket）地址对（即发送器和接收器IP地址和端口数）来标识。然而，虚拟电路（RFC 1180、955、和1644）是可能的，因为TCP包含接收器侧上的段编号和重排序以阻止乱序输送。虚拟电路还在层3（网络层）和层2（数据链路层）是可能的；此类虚拟电路协议基于面向连接的分组交换，意味着数据总是沿相同网络路径（即通过相同NE/VNE）被输送。在此类协议中，分组不是单独地被路由且完整寻址信息未在每个数据分组的报头中被提供；仅小的虚拟信道标识符（VCI）在每个分组中被要求；以及路由信息在连接建立阶段期间被转移到NE/VNE；交换仅涉及在表中查找虚拟信道标识符而不是分析完整的地址。其中数据总是在相同路径上被输送的网络层和数据链路层虚拟电路协议的示例：X.25，其中VC通过虚拟信道标识符（VCI）被标识；帧中继，其中VC通过VCI被标识；异步转移模式（ATM），其中电路通过虚拟路径标识符（VPI）和虚拟信道标识符（VCI）对被标识；通用分组无线电服务（GPRS）；和多协议标签交换（MPLS）（RFC 3031），它能用于虚拟电路上IP（每个电路通过标签被标识）。

图6是NFVI系统架构的一个示例实施例的图。NFVI能通过各个计算装置600和/或物理服务器635A-Z的集合来实现。这些物理服务器和计算装置能是在数据中心670、云存储中心中容纳的、在网络上分布的或相似地物理安置的通用网络装置。计算装置600和物理服务器635A-Z包含硬件，包括一个或更多处理器605、640A-Z（它们常常是COTS处理器）的集合、和网络接口控制器625、650A-Z（NIC；也已知为网络接口卡）（它们包含物理NI）、以及非暂态机器可读的存储媒体610、645A-Z（已在其中存储软件）。在操作期间，处理器605、640A-Z执行操作系统630、管理程序655A或其组合。处理器605、640A-Z能还执行软件以用于实例化一个或更多应用的一个或更多集合，诸如虚拟机660A-660Z或NFV管理和策划堆栈612。NFV管理和策划堆栈612能包含VNFM 615、VIM、NFVO和相似组件。处理器605、640A-Z能还执行EMS 620A-620Z的集合。在示出的示例中，NFV管理和策划堆栈（包含VNFM）和EMS由分离的计算装置600来执行，然而，这些组件能还由物理服务器635A-Z中的任何服务器来执行。

计算装置600或物理服务器635A-Z实施例可使用不同形式的虚拟化——作为虚拟化层和软件容器在一些实施例中被实现。例如，一个此类备选的实施例实现操作系统级别虚拟化，在该情况中，虚拟化层包含允许创建多个软件容器的操作系统的内核（或在基操作系统上执行的垫片（shim）），所述多个软件容器可各自被用于执行应用的集合之一。在该实施例中，所述多个软件容器（还叫做虚拟化引擎、虚拟专用服务器、或监所（jail））各自是用户空间实例（典型地是虚拟存储器空间）；这些用户空间实例是与彼此分离的并且是与内核空间（其中运行操作系统）分离的；在给定用户空间中运行的应用的集合除非明确被允许，否则不能访问其它进程的存储器。另一个此类备选的实施例实现充分的虚拟化，在该情况中：1）虚拟化层包含管理程序655A-Z（有时称为虚拟机监视器（VMM））或主机操作系统之上执行的管理程序；2）软件容器各自代表叫做虚拟机的软件容器的严格隔离形式，虚拟机由管理程序来运行且可包含客操作系统。虚拟机660A-Z是运行程序的物理机器的软件实现，就好像它们在物理的、非虚拟化的机器上正执行；且应用一般不知道它们正在虚拟机上运行（相对于在“裸金属”主机电子装置上运行），然而一些系统提供准虚拟化，其允许操作系统或应用意识到虚拟化的存在以用于优化用途。

一个或vENF 765A-Z的一个或更多集合的实例化能在相应的各个虚拟机760A-Z上被建立，以及虚拟化层和软件容器（如果被实现）共同被称为软件实例。vENF 665A-Z、对应的虚拟机760A-Z、软件容器（如果被实现）、和执行它们的硬件的那个部分（是专用于该执行的硬件和/或在时间上由软件容器所共享的硬件的时间片）的每个集合能形成分离的虚拟网络装置。

尽管本发明已依据若干实施例被描述，但是本领域中的那些技术人员将认识到本发明不限于所描述的实施例，并能在随附权利要求的精神和范畴内通过修改和变更被实践。描述因此要被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (14)

1.一种计算装置所实现的方法，用于建立接入网络上住宅网关和网络功能虚拟化基础设施NFVI中的虚拟边缘网络功能VENF之间的通信会话，其中多个住宅网关通过多个接入节点被连接到所述接入网络，所述多个接入节点经由将初始服务请求广播到所述NFVI中的多个VENF的NFVI网关将边缘网络功能请求用隧道传送到所述NFVI，其中VENF自选择以服务于来自所述住宅网关的初始服务会话请求，所述方法包括以下步骤：

经由广播域或广播域的仿真从所述NFVI网关接收（503）所述初始服务会话请求；

经由作为所述服务会话请求的部分而接收的准则来确定（505）VENF是用于服务所述会话的候选；

将服务会话请求响应发送（507）到所述住宅网关，所述响应标识用于服务于所述会话的VENF的地址；以及

在完成会话建立确认时，在所述网关和VENF之间的所述会话上与所述住宅网关交换（509）数据业务。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

从元件管理系统（EMS）接收（501）服务配置信息，该信息指示对于VENF在确定哪些会话请求要服务时使用的准则。

3.如权利要求1所述的方法，其中，用于自选择的信息可包含所述服务会话请求中对于要由VENF服务的数据业务的封装的以太网C标记或嵌入的设施标识信息。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述初始服务请求是以太网上点对点协议（PPPoE）主动发现启动（PADI）。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述初始服务请求是动态主机配置协议（DHCP）发现消息。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述服务请求响应是以太网上点对点（PPPoE）主动发现供应（PADO）。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述服务请求响应是动态主机配置协议（DHCP）供应消息。

8.一种实现住宅网关的计算装置（635），用于建立接入网络上所述住宅网关和网络功能虚拟化基础设施NFVI中的虚拟边缘网络功能VENF之间的通信会话，其中多个住宅网关通过多个接入节点被连接到所述接入网络，所述多个接入节点经由将初始服务请求广播到所述NFVI中的多个VENF的NFVI网关将边缘网络功能请求用隧道传送到所述NFVI，其中VENF自选择以服务于来自所述住宅网关的初始服务会话请求，所述计算装置包括：

非暂态机器可读的媒体（610），在其中已存储用于至少一个虚拟机和至少一个虚拟边缘网络功能VENF的指令；

处理器（640），耦合到所述非暂态机器可读的媒体，所述处理器配置成执行所述虚拟机，所述至少一个虚拟机（660）配置成执行所述至少一个VENF，VENF配置成经由广播域或广播域的仿真从所述NFVI网关接收所述初始服务会话请求、经由作为所述服务会话请求的部分而接收的准则来确定VENF是用于服务于所述会话的候选、将标识用于服务于所述会话的VENF的地址的服务会话请求响应发送到所述住宅网关、在完成会话建立确认时在所述网关和VENF之间的所述会话上与所述住宅网关交换数据业务。

9.如权利要求8所述的计算装置，其中，所述V ENF进一步配置成从元件管理系统（EMS）接收服务配置信息，该信息指示对于所述VENF在确定哪些会话请求要服务时使用的准则。

10.如权利要求8所述的计算装置，其中，用于自选择的信息可包含所述服务会话请求中对于要由所述VENF服务的数据业务的封装的以太网C标记或嵌入的设施标识信息。

11.如权利要求8所述的计算装置，其中，所述初始服务请求是以太网上点对点协议（PPPoE）主动发现启动（PADI）。

12.如权利要求8所述的计算装置，其中，所述初始服务请求是动态主机配置协议（DHCP）发现消息。

13.如权利要求8所述的计算装置，其中，所述服务请求响应是以太网上点对点（PPPoE）主动发现供应（PADO）。

14.如权利要求8所述的计算装置，其中，所述服务请求响应是动态主机配置协议（DHCP）供应消息。

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