CN107995312B - 一种边界网络服务流量分流系统及动态分流方法 - Google Patents

一种边界网络服务流量分流系统及动态分流方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种边界网络服务流量分流系统及动态分流方法，包含：至少一个无线网络讯息模块，每一无线网络讯息模块包含：硬件资源信息收集器和利用率监测器；至少一个流量卸载功能模块，每一流量卸载功能模块包含：分配保留优先级确定模块和服务分类模块；硬件资源信息收集器采集边界服务器的硬体资源信息，并传输至利用率监测器；利用率监测器根据边界服务器的硬体资源信息计算边界服务器的使用率指标，并传输至分配保留优先级确定模块；分配保留优先级确定模块确定分配保留优先级的值，并传输至服务分类模块；服务分类模块确定当前是要执行终点模式或转发模式来处理当前待处理的服务。本发明提高了边界网络服务质量和整体网络的运作效益。

Description

一种边界网络服务流量分流系统及动态分流方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种边界网络服务流量分流系统及动态分流方法。
背景技术
随着近年来的网络发展，网络用户日益渐增，许多新型的网络服务像是扩增实境(AR)、物联网(IoT)和车联网等造成大量的网络流量，这使得在维持良好的网络服务质量的情况下，传统的网络架构无法维持处理。如图1所示扩增实境和物联网两者服务类型都是通过基站接收后再传送至后台服务器来处理服务，但是这些新型态的服务所产生的庞大流量却让传统网络架构产生了问题，像是传输距离过远所导致网络传输延迟性大幅上升或是大量的终端用户所导致网络呈现拥堵状态使网络的吞吐量大幅下降，进而导致整体网络的服务质量下降。
为解决上述问题，现有技术中，提出一种基于行动边界计算(Mobile EdgeComputing,MEC)的新型态网络架构，强化网络的服务质量以满足行动用户的网络服务需求。
行动边界计算技术通过在边界网络环境当中配置服务器(Server)来处理服务，而这些服务器是有包含后端服务器部分功能的，使得行动终端用户的服务需求可以就近处理，由此降低整体网络的延迟性以及提升行动网络的服务品质。然而边界服务器所配置的网络硬体资源并不如同后端云端服务器一样设有足够的网络硬体资源。行动边界计算在流量分流的运作上还是有部分问题在。如图2所示，环境中有不同类型的服务等待被接收处理，但根据行动边界计算的白皮书内容，并没有定义要如何设定哪些服务类型要留在边界服务器进行处理，哪些服务类型要分流至后端服务器来进行处理。尽管白皮书有定义提出流量卸载功能模组当中有终点模式(End-point Mode)和转发模式(Pass-through Mode)来做分流的运作，但是并无有一个明确的分流策略来进行流量分流，例如流量卸载功能模组都执行终点模式，这导致流量过于集中让边界服务器的负载过重，降低了边界服务器的运作效率，亦或是都执行转发模式，导致边界服务器在运作上太闲置，让整体运作效益降低。
因此必须有负载分流策略来决策哪种类型的网络服务需留在边界服务器(EdgeServer)处理，哪种类型的网络服务应传送至云端服务器(Central Server)来计算处理。由此动态调整边界服务器的负载量达到提升整体网络服务运作效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种边界网络服务流量分流系统及动态分流方法，基于MEC的新型态网络架构，通过MEC的新型态网络架构(边界网络架构)中的无线网络讯息模组(Radio Network Information Services,RNIS)实时收集边界服务器的硬体资源信息，并根据上述硬体资源信息计算当前边界服务器的使用状态，MEC的新型态网络架构中的流量卸载功能模组(Traffic Offload Function,TOF)根据边界服务器的使用状态将当前待处理的服务进行分类，并决定是否重新设定边界服务器的分配保留优先级，将需要紧急处理的服务执行终点模式(End-point Mode)，将不需要紧急处理的服务执行转发模式(Pass-through Mode)。实现节省服务延迟性以及降低封包遗失率，提高边界网络服务质量，以及提高整体网络的运作效益的目的。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种边界网络服务流量分流系统，包含：设置在边界网络架构中的无线网络讯息模组和流量卸载功能模组，所述无线网络讯息模组包括：至少一个无线网络讯息模块，每一所述无线网络讯息模块包含：硬件资源信息收集器，与所述硬件资源信息收集器连接的利用率监测器。所述流量卸载功能模组包括：至少一个流量卸载功能模块，每一所述流量卸载功能模块包含：分配保留优先级确定模块，和所述分配保留优先级确定模块连接的服务分类模块。所述硬件资源信息收集器用于采集边界服务器的硬体资源信息，并将所述边界服务器的硬体资源信息向所述利用率监测器传输。所述利用率监测器根据接收到的所述边界服务器的硬体资源信息进行计算，得出对应该边界服务器当前所处的使用状态的使用率指标。所述服务分类模块向所述利用率监测器发送请求边界服务器或网络的使用状态的信息。所述利用率监测器根据上述请求信息将上述使用率指标向所述分配保留优先级确定模块传输。所述分配保留优先级确定模块根据接收到的所述使用率指标确定分配保留优先级的值，并将该分配保留优先级的值发送给所述服务分类模块。所述服务分类模块用于根据接收到的分配保留优先级的值区分当前是要执行终点模式或转发模式来处理当前待处理的服务。
优选地，所述边界服务器的硬体资源信息包含CPU的时钟频率、储存状态、边界服务器吞吐量使用率、基站信息码、位置信息和基站加载状态中的一种或其任意一组合。
优选地，所述边界服务器使用状态包含：低使用率，中使用率和高使用率；所述使用率指标在0％～低阈值范围之内，所述边界服务器的使用状态为低使用状态。所述使用率指标在低阈值～高阈值范围之内，所述边界服务器的使用状态为中使用率。所述使用率指标在高阈值至100％范围之内，所述边界服务器的使用状态为高使用状态。
优选地，所述边界服务器使用率指标通过以下算式进行计算：
Figure BDA0001514909530000031
式中，
Figure BDA0001514909530000032
表示边界服务器在时间t的使用率指标；吞吐量包含了Tt和Tmax两个参数，Tt表示边界服务器目前的吞吐量使用值，而Tmax表示边界服务器能提供的最大吞吐量值。计算能力参数包含了Ct和Cmax两个参数，Ct表示边界服务器目前计算能力的使用值，而Cmax表示边界服务器能提供最大的计算能力值，储存能力参数的部分包含St和Smax两个参数，St表示目前边界服务器的储存能力使用值，而Smax表示边界服务器能提供的最大储存能力值。上述参数都是由硬件资源信息收集器收集的；
Figure BDA0001514909530000033
Tt,Ct,St,Tmax,Cmax,Smax≥0
Figure BDA0001514909530000034
其中，
Figure BDA0001514909530000035
和
Figure BDA0001514909530000036
对于边界服务器硬件资源的三个权重值。
优选地，所述分配保留优先级确定模块根据分配保留优先级的调整公式进行确定所要执行的分配保留优先级；所述分配保留优先级的调整公式如下：
Figure BDA0001514909530000037
式中，1≤ARP≤15。
本发明的另一个技术方案为：一种如上文所述的边界网络服务流量分流系统的动态分流方法，包含以下过程：步骤S3.0、每个所述分配保留优先级确定模块从所述无线网络讯息模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.1。
步骤S3.1、判断当前边界服务器是否为高使用率，若是，则进入步骤S3.2；若否，则进入步骤S3.3。
步骤S3.2、所述分配保留优先级确定模块执行等待一个设定的周期时间t，之后进入步骤S3.11。
步骤S3.3、判断当前边界服务器是否为低使用率状态，若是，则进入步骤S3.4；若否，则进入步骤S3.8。
步骤S3.4、所述分配保留优先级确定模块执行等待一个设定的周期时间t，之后进入步骤S3.5。
步骤S3.5、所述分配保留优先级确定模块再次从所述无线网络讯息模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.6。
步骤S3.6、判断当前边界服务器是否为低使用率状态，若是，则进入步骤S3.7；若否，则进入步骤S3.8。
步骤S3.7、判断当前ARP值是否等于15，若是，则进入步骤S3.8；若否，则进入步骤S3.9。
步骤S3.8、维持当前分配保留优先级，进入步骤S3.10。
步骤S3.9、新的ARP值＝当前ARP值+1，更换分配保留优先级值，将当前ARP值替换为新的ARP值，进入步骤S3.10。
步骤S3.10、向服务分类模块反馈更换后的分配保留优先级；
步骤S3.11、所述分配保留优先级确定模块再次从所述无线网络讯息模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.12。
步骤S3.12、判断当前边界服务器是否为高使用率，若是，则进入步骤S3.13；若否，则进入步骤S3.8。
步骤S3.13、判断当前ARP值是否等于1，若是，则进入步骤S3.8；若否，则进入步骤S3.14。
步骤S3.14、新的ARP值＝当前ARP值-1，更换分配保留优先级值，将当前ARP值替换为新的ARP值，进入步骤S3.10。
优选地，所述动态分流方法还包含以下过程：
步骤S4.1、每个所述服务分类模块根据从所述分配保留优先级确定模块传送过来的分配保留优先级更新目前所配置的分配保留优先级；进入步骤S4.2；
步骤S4.2、开始接收边界网络架构中的用户所传送过来不同的QCI服务类型的服务，进入步骤S4.3；
步骤S4.3、确认各种QCI服务类型所对应的QCI值是否在ARP接受范围之内，若是，则进入步骤S4.4；若否，则进入步骤S4.5；
步骤S4.4，进入终点模式，当前的QCI服务类别在边界服务器中进行处理；
步骤S4.5，进入转发模式，当前的QCI服务类别转发至云端服务器，在云端服务器中进行处理。
优选地，每一所述无线网络讯息模块获得当前的边界服务器使用率状态包含以下过程：步骤S1.1、每个设置在边界服务器当中的硬体资源实时将使用信息传给硬件资源信息收集器。
步骤S1.2、硬件资源信息收集器收集好界服务器的硬体资源信息后将统计完成的数据传送给对应的利用率监测器。
步骤S1.3、每一利用率监测器根据该数据计算出目前边界服务器的使用状态。
步骤S1.4、流量卸载功能模块向无线网络讯息模块发送关于请求边界服务器的使用状态的请求信息。
步骤S1.5、利用率监测器向该流量卸载功能模块反馈当前的边界服务器使用状态。
优选地，所述目前边界服务器的使用状态包含：高使用率，普通使用率和低使用率中的任意一种使用状态。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明基于MEC的新型态网络架构，通过MEC的新型态网络架构(边界网络架构)中的无线网络讯息模组(Radio Network Information Services,RNIS)实时收集边界服务器的硬体资源信息，并根据上述硬体资源信息计算当前边界服务器的使用状态，MEC的新型态网络架构中的流量卸载功能模组(Traffic Offload Function,TOF)根据边界服务器的使用状态将当前待处理的服务进行分类，并决定是否重新设定边界服务器的分配保留优先级，将需要紧急处理的服务执行终点模式(End-point Mode)，将不需要紧急处理的服务执行转发模式(Pass-through Mode)。具有节省服务延迟性以及降低封包遗失率，提高边界网络服务质量，以及提高整体网络的运作效益的优点。
附图说明
图1为现有技术中行动网络架构中所存在的问题的示意图；
图2为现有技术中行动边界网络架构的工作模式示意图；
图3为本发明一种边界网络服务流量分流系统的结构框图；
图4为本发明一种边界网络服务流量分流系统的无线网络讯息模组的时序流程示意图；
图5为本发明一种边界网络服务流量分流系统的硬件资源信息收集器的工作流程示意图；
图6为本发明一种边界网络服务流量分流系统的边界服务器利用率监测器的工作流程示意图；
图7为本发明一种边界网络服务流量分流系统的边界服务器使用状态示意图；
图8为本发明一种边界网络服务流量分流系统的流量卸载功能模组的时序流程示意图；
图9为本发明一种边界网络服务流量分流系统的分配保留优先级确定模组的根据服务质量等级标识进行分类的示意图；
图10与图11为本发明基于边界网络服务流量分流系统的对服务进行动态分流的方法流程示意图；
图12为本发明一种边界网络服务流量分流系统的不同分配保留优先级的分流情况示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图3所示，本发明一种边界网络服务流量分流系统，包含：设置在边界网络架构中的无线网络讯息模组和流量卸载功能模组，所述无线网络讯息模组包括：至少一个无线网络讯息模块，每一所述无线网络讯息模块包含：硬件资源信息收集器(HardwareResource Information Collector，HRIC)，与所述硬件资源信息收集器连接的利用率监测器(Utilization Monitor，UM)。
所述流量卸载功能模组包括：至少一个流量卸载功能模块，每一所述流量卸载功能模块包含：分配保留优先级确定模块(Allocation and Retention Priority Decision，ARP Decision)，和所述分配保留优先级确定模块连接的服务分类模块(ServiceClassification)。
所述硬件资源信息收集器用于采集边界服务器的硬体资源信息，并将所述边界服务器的硬体资源信息向所述利用率监测器传输；所述利用率监测器根据接收到的所述边界服务器的硬体资源信息进行计算，得出对应该边界服务器当前所处的使用状态的使用率指标。所述服务分类模块向所述利用率监测器发送请求边界服务器或网络的使用状态的信息；所述利用率监测器根据上述请求信息将上述使用率指标向所述分配保留优先级确定模块传输；所述分配保留优先级确定模块根据接收到的所述使用率指标确定分配保留优先级的值，并将该分配保留优先级的值发送给所述服务分类模块；所述服务分类模块用于根据接收到的分配保留优先级的值区分当前是要执行终点模式或转发模式来处理当前待处理的服务。
在本实施例中，所述边界服务器的硬体资源信息包含但不限于：CPU的时钟频率(CPU rate)、储存状态、边界服务器吞吐量使用率、基站信息码(Cell-ID)、位置信息和基站加载状态(Cell loading)。上述边界服务器的硬体资源信息适用于设置在所述边界服务器上的各种应用模组。
如图4所示，每一所述无线网络讯息模块包含以下时序流程步骤：
步骤S1.1、每个设置在边界服务器当中的硬体资源即时的将使用信息传给硬件资源信息收集器。
步骤S1.2、硬件资源信息收集器收集好界服务器的硬体资源信息后将统计完成的数据传送给对应的利用率监测器。
步骤S1.3、每一利用率监测器根据该数据计算出目前边界服务器的使用率处于高使用率，普通使用率和低使用率三个状态中的哪种状态。
步骤S1.4、流量卸载功能模块向无线网络讯息模块发送关于请求边界服务器的使用状态的请求信息。
步骤S1.5、利用率监测器向该流量卸载功能模块反馈当前的边界服务器使用状态。
每个所述硬件资源信息收集器的工作流程如图5所示，包含以下过程：硬件资源信息收集器在每个循环周期(Cycle Time)内采集边界服务器的硬体资讯后，将上述边界服务器的硬体资讯存到数据库中，以便其他应用程序使用，同时在单个循环周期过后会将采集到的边界服务器的硬体资源讯息全部向对应的利用率监测器反馈。并进入下一个采集循环周期，重复上述过程。每个所述利用率监测器的工作流程如图6所示，所述利用率监测器根据接收到的边界服务器的硬体资源讯息进行计算，得出当前边界服务器的使用率指标，并判断该使用率指标所对应的边界服务器的使用状态。
如图7所示，在本实施例中，所述边界服务器使用状态包含：低使用率(LowUtilization)，中使用率(Normal Utilization)和高使用率(High Utilization)。
所述使用率指标在0％～低阈值(Low Bound)范围之内，表示目前在边界服务器上执行的服务数量不多，代表边界服务器还有足够的能力来处理其他的服务流量，边界服务器的使用状态为低使用状态。
所述使用率指标在低阈值～高阈值(High Bound)范围之内，表示目前的分流策略模式是适合目前的边界网络环境，目前边界服务器的使用状态为中使用率。
所述使用率指标在高阈值至100％表示有过多的服务流量在边界服务器做执行处理，代表边界服务器没有足够的能力再来处理其他的服务流量，由于过多的服物流量通过终点模式分流到边界服务器做处理，导致边界服务器不能提供良好的服务处理质量，所述边界服务器的使用状态为高使用状态。
所述边界服务器使用率指标通过以下算式(1)进行计算：
Figure BDA0001514909530000081
式中，
Figure BDA0001514909530000082
表示边界服务器在时间t的使用率指标；吞吐量包含了Tt和Tmax两个参数，Tt表示边界服务器目前的吞吐量使用值，而Tmax表示边界服务器能提供的最大吞吐量值。计算能力参数包含了Ct和Cmax两个参数，Ct表示边界服务器目前计算能力的使用值，而Cmax表示边界服务器能提供最大的计算能力值，储存能力参数的部分包含St和Smax两个参数，St表示目前边界服务器的储存能力使用值，而Smax表示边界服务器能提供的最大储存能力值。上述参数都是由硬件资源信息收集器收集的。
利用率监测器可以根据不同的行动边界网络环境来决定权重参数，主要的式子如下:
Figure BDA0001514909530000091
Tt,Ct,St,Tmax,Cmax,Smax≥0 (3)
Figure BDA0001514909530000092
其中，式(1)必须确保遵循公式的约束。不等式(2)表示各个参数值所有的权重值，这些权重值必须是要为正数。不等式(3)表示Tt，Ct，St，Tmax，Cmax和Smax参数必须确保为正数。式(4)表示
Figure BDA0001514909530000093
和
Figure BDA0001514909530000094
对于边界服务器硬件资源的三个权重值。
在本实施例中，每个流量卸载功能模块在边界服务器当中主要是在确定服务分流以终点模式和/或转发模式来执行。流量卸载功能模块主要处理服务流量和路由路径，策略部属，使用者流量和所属应用程式的资料授权接收。
每个所述流量卸载功能模块的时序流程如图8所示，包含以下过程：
步骤S2.1、根据所述无线网络讯息模块所传送的边界服务器使用状态信息，ARPDecision模块来确定新的分配保留优先级来执行相对应的服务流量分流方式。
步骤S2.2、ARP Decision模块传送的新分配保留优先级给服务分类模块。
步骤S2.3、服务分类模块依照该新分配保留优先级来执行服务流量分流。
在本实施例中，每一所述分配保留优先级确定模块预设有15种分配保留优先级，每一种所述分配保留优先级包含有一个或多个服务质量分级识别码(QoS ClassIdentifier，QCI)；所述QCI有9种。对应包括在所述分配保留优先级中的QCI的该服务类型会执行终点模式，其余QCI所对应的服务类型会执行转发模式。
如图9所示，定义分配保留优先级分类规则来设定QCI所对应的服务类型来进行服务流量分流处理。
所述分配保留优先级分类的规则如下，首先9个不同种类QCI服务类型对应不同的分组封包延迟需求特性，因此将分组封包延迟短需求的服务类型分类至优先度高的分配保留优先级当中，这表示让分组封包延迟需求短的服务类别可以留在边界服务器做处理，如果当边界服务器处于高使用状态时，这样的分类方式可以将边界服务器的硬件资源主要分配给这些分组封包延迟需求短的服务类别上。第二，将上述封包分为保证比特速率(Guaranteed Bit Rate,GBR)和不保证比特速率(Non-Guaranteed Bit Rate,Non-GBR)类型两种封包类别，在此将GBR型态的封包划分为在边界服务器优先执行处理的对象，若边界服务器的资源上有许可处理能力的话，则在划分Non-GBR类别的服务封包在边界服务器做处理。最后，根据QCI优先度特性，最高优先度的边界服务器为最先划分在边界服务器做处理的对象。所述15种中每种分配保留优先级所服务的QCI服务范围具体参见表1。
表1为15种分配保留优先级分别能够处理QCI服务范围。
Figure BDA0001514909530000101
在本实施例中，每个ARP Decision模块的工作流程如图10所示，包含以下过程：
步骤S3.0、上述ARP Decision模块从所述RNIS模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.1。
步骤S3.1、判断当前边界服务器是否为高使用率，若是，则进入步骤S3.2；若否，则进入步骤S3.3。
步骤S3.2、上述ARP Decision模块执行等待一个设定的周期时间t，之后进入步骤S3.11。
步骤S3.3、判断当前边界服务器是否为低使用率状态，若是，则进入步骤S3.4；若否，则进入步骤S3.8。
步骤S3.4、上述ARP Decision模块执行等待一个设定的周期时间t，之后进入步骤S3.5。
步骤S3.5、上述ARP Decision模块再次从所述RNIS模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.6。
步骤S3.6、判断当前边界服务器是否为低使用率状态，若是，则进入步骤S3.7；若否，则进入步骤S3.8。
步骤S3.7、判断当前ARP值是否等于15，若是，则进入步骤S3.8；若否，则进入步骤S3.9。
步骤S3.8、维持当前分配保留优先级，进入步骤S3.10。
步骤S3.9、新的ARP值＝当前ARP值+1，更换分配保留优先级值，将当前ARP值替换为新的ARP值，进入步骤S3.10。
步骤S3.10、向服务分类模块反馈更换后的分配保留优先级。
步骤S3.11、上述ARP Decision模块再次从所述RNIS模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.12。
步骤S3.12、判断当前边界服务器是否为高使用率，若是，则进入步骤S3.13；若否，则进入步骤S3.8。
步骤S3.13、判断当前ARP值是否等于1，若是，则进入步骤S3.8；若否，则进入步骤S3.14。
步骤S3.14、新的ARP值＝当前ARP值-1，更换分配保留优先级值，将当前ARP值替换为新的ARP值，进入步骤S3.10。
上述ARP Decision模块从所述RNIS模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，若边界服务器为高使用率状态时，ARP Decision模块会等待一周期时间然后再读取边界服务器的使用率状态，若边界服务器还是处于高使用状态，ARP Decision会把目前所设置的分配保留优先级减少，此举表示将边界服务器的资源集中优先分配给分组封包延迟，GBR类别和高优先度QCI类型的服务类别，若当边界服务器是处于低使用率状态时，ARP Decision会等待一周期时间在读取一次目前的边界服务器使用状态，若边界服务器还是处于低使用状态时，ARP Decision会把目前设置的分配保留优先级增加，此举表示可以释放边界服务器的资源给QCI需求不高的服务类型使用，若边界服务器是处于普通的使用状态时，表示目前设置的分配保留优先级所对应的分流策略是适合在目前的边界网络环境来使用的，而根据这些边界服务器的使用率状态，流量卸载功能模组可以动态的来分流不同类型的服务流量。
式(5)为分配保留优先级的调整公式，分配保留优先级表示边界服务器的保留与优先级的参数值。若边界服务器是高使用率状态，ARP Decision模组会用ARP-1的值来取代目前分配保留优先级的设置，若边界服务器是低使用率状态，则ARP Decision模组或用ARP+1的值来取代目前分配保留优先级的设置，而式(6)是要确保分配保留优先级是要在1至15之间。
Figure BDA0001514909530000121
1≤ARP≤15 (6)
在本实施例中，每个服务分类模块的工作流程如图11所示，包含以下过程：步骤S4.1、根据从上述ARP Decision模块传送过来的分配保留优先级更新目前所配置的分配保留优先级；进入步骤S4.2。
步骤S4.2、开始接收用户所传送过来不同的QCI服务类别需求，进入步骤S4.3。
步骤S4.3、确认这些QCI服务类别是否在边界服务器可以接受的服务范围内，即判断用户的QCI服务类别需求对应的QCI值是否符合ARP可接受范围之内？若是，则进入步骤S4.4；若否，则进入步骤S4.5。
步骤S4.4，进入终点模式，即当前的QCI服务类别在边界服务器中进行处理。
步骤S4.5，进入转发模式，即当前的QCI服务类别转发至云端服务器，在云端服务器中进行处理。
上述每个服务分类模块主要是负责执行实际将不同的流量分流至终点模式或是转发模式。根据ARP Decision模组决定的分配保留优先级，服务分类模块根据其对应的分流策略来把不同的流量分流至两个模式，其会确认这些用户发出的QCI服务类别是否在边界服务器可以接受的服务范围内，分配保留优先级是由ARP Decision所决定的，其不同的分配保留优先级所服务的QCI服务范围在表1所示，如果所接收的QCI服务类别有在所设置的QCI服务范围内，则此服务类型QCI封包就会透过终点模式留在边界服务器来做处理，反之如果所接收的QCI服务类别没有在所设置的QCI服务范围内，则此服务类型QCI封包就会透过转发模式传送至云端服务器去做处理，最后不同种类别的流量就会根据不同的边界服务器使用率状态来分流至边界服务器或是云端服务器来运作处理。
如图12所示不同分配保留优先级的分流情况的示意图，如果分配保留优先级设定为6，这表示边界服务器的使用状态为相对高等级的状态，根据本专利所提出的分配保留优先级表，终点模式主要负责QCI-1，QCI-2和QCI-3类别的服务来处理，而其他类别的服务则是通过转发模式来分流至central server来执行处理，如果分配保留优先级设定在12时，这表示目前的边界服务器的使用状态为相应等级低的状态，根据本专利所提出的分配保留优先级分流表所示，终点模式主要乘载QCI-1至QCI-7的服务封包类别来让边界服务器处理，其他的QCI服务类别流量封包则用转发模式分流至云端服务器来执行处理。
综上所述，本申请能够改善行动边界网络的服务品质，由于快速增加使用者导致行动边界网络的架构无法负荷处理，而为了解决此问题，行动边界计算的技术被提出，通过在边界网络设置服务器来提供服务，则如何让服务选择在边界服务器或是云端服务器来处理为一重要的问题，根据本申请所提出的行动边界计算Hardware Resource InformationCollector和MEC Utilization Monitor两个模组来收集边界服务器的硬体资源资讯以及即时计算出目前边界服务器的使用状态，通过即时算出的边界服务器使用状态，ARPDecision和Service Classification两个模组可以立即决定目前要是否要重新配置新的分流状态，根据本申请所提出的动态流量卸载的贡献结果显示当边界服务器处于高使用状态或低使用状态时，可以节省服务延迟性以及降低封包遗失率，本申请所提出的动态分流方法可以提供行动边界计算更好的服务效益。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种边界网络服务流量分流系统，其特征在于，包含：
设置在边界网络架构中的无线网络讯息模组和流量卸载功能模组，
所述无线网络讯息模组包括：至少一个无线网络讯息模块，每一所述无线网络讯息模块包含：硬件资源信息收集器，与所述硬件资源信息收集器连接的利用率监测器；
所述流量卸载功能模组包括：至少一个流量卸载功能模块，每一所述流量卸载功能模块包含：分配保留优先级确定模块，和所述分配保留优先级确定模块连接的服务分类模块；
所述硬件资源信息收集器用于采集边界服务器的硬体资源信息，并将所述边界服务器的硬体资源信息向所述利用率监测器传输；
所述利用率监测器根据接收到的所述边界服务器的硬体资源信息进行计算，得出对应该边界服务器当前所处的使用状态的使用率指标；
所述服务分类模块向所述利用率监测器发送请求边界服务器或网络的使用状态的信息；
所述利用率监测器根据上述请求信息将上述使用率指标向所述分配保留优先级确定模块传输；
所述分配保留优先级确定模块根据接收到的所述使用率指标确定分配保留优先级的值，并将该分配保留优先级的值发送给所述服务分类模块；
所述服务分类模块用于根据接收到的分配保留优先级的值区分当前是要执行终点模式或转发模式来处理当前待处理的服务；
所述边界服务器的硬体资源信息包含CPU的时钟频率、储存状态、边界服务器吞吐量使用率、基站信息码、位置信息和基站加载状态中的一种或其任意一组合。
2.如权利要求1所述的边界网络服务流量分流系统，其特征在于，
所述边界服务器使用状态包含：低使用率，中使用率和高使用率；所述使用率指标在0％～低阈值范围之内，所述边界服务器的使用状态为低使用状态；
所述使用率指标在低阈值～高阈值范围之内，所述边界服务器的使用状态为中使用率；
所述使用率指标在高阈值至100％范围之内，所述边界服务器的使用状态为高使用状态。
3.如权利要求2所述的边界网络服务流量分流系统，其特征在于，
所述边界服务器使用率指标通过以下算式进行计算：
Figure FDA0002706260740000021
式中，MECUt表示边界服务器在时间t的使用率指标；吞吐量包含了Tt和Tmax两个参数，Tt表示边界服务器目前的吞吐量使用值，而Tmax表示边界服务器能提供的最大吞吐量值；计算能力参数包含了Ct和Cmax两个参数，Ct表示边界服务器目前计算能力的使用值，而Cmax表示边界服务器能提供最大的计算能力值，储存能力参数的部分包含St和Smax两个参数，St表示目前边界服务器的储存能力使用值，而Smax表示边界服务器能提供的最大储存能力值；上述参数都是由硬件资源信息收集器收集的；
Figure FDA0002706260740000022
Tt,Ct,St,Tmax,Cmax,Smax≥0
Figure FDA0002706260740000023
其中，
Figure FDA0002706260740000024
和
Figure FDA0002706260740000025
对于边界服务器硬件资源的三个权重值。
4.如权利要求3所述的边界网络服务流量分流系统，其特征在于，
所述分配保留优先级确定模块根据分配保留优先级的调整公式进行确定所要执行的分配保留优先级；所述分配保留优先级的调整公式如下：
Figure FDA0002706260740000026
式中，1≤ARP≤15。
5.一种如权利要求1～4中任意一项所述的边界网络服务流量分流系统的动态分流方法，其特征在于，包含以下过程：
步骤S3.0、每个所述分配保留优先级确定模块从所述无线网络讯息模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.1；
步骤S3.1、判断当前边界服务器是否为高使用率，若是，则进入步骤S3.2；若否，则进入步骤S3.3；
步骤S3.2、所述分配保留优先级确定模块执行等待一个设定的周期时间t，之后进入步骤S3.11；
步骤S3.3、判断当前边界服务器是否为低使用率状态，若是，则进入步骤S3.4；若否，则进入步骤S3.8；
步骤S3.4、所述分配保留优先级确定模块执行等待一个设定的周期时间t，之后进入步骤S3.5；
步骤S3.5、所述分配保留优先级确定模块再次从所述无线网络讯息模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.6；
步骤S3.6、判断当前边界服务器是否为低使用率状态，若是，则进入步骤S3.7；若否，则进入步骤S3.8；
步骤S3.7、判断当前ARP值是否等于15，若是，则进入步骤S3.8；若否，则进入步骤S3.9；
步骤S3.8、维持当前分配保留优先级，进入步骤S3.10；
步骤S3.9、新的ARP值＝当前ARP值+1，更换分配保留优先级值，将当前ARP值替换为新的ARP值，进入步骤S3.10；
步骤S3.10、向服务分类模块反馈更换后的分配保留优先级；
步骤S3.11、所述分配保留优先级确定模块再次从所述无线网络讯息模块中的利用率服务器获得当前的边界服务器使用率状态，进入步骤S3.12；
步骤S3.12、判断当前边界服务器是否为高使用率，若是，则进入步骤S3.13；若否，则进入步骤S3.8；
步骤S3.13、判断当前ARP值是否等于1，若是，则进入步骤S3.8；若否，则进入步骤S3.14；
步骤S3.14、新的ARP值＝当前ARP值-1，更换分配保留优先级值，将当前ARP值替换为新的ARP值，进入步骤S3.10。
6.如权利要求5所述的边界网络服务流量分流系统的动态分流方法，其特征在于，所述动态分流方法还包含以下过程：
步骤S4.1、每个所述服务分类模块根据从所述分配保留优先级确定模块传送过来的分配保留优先级更新目前所配置的分配保留优先级；进入步骤S4.2；
步骤S4.2、开始接收边界网络架构中的用户所传送过来不同的QCI服务类型的服务，进入步骤S4.3；
步骤S4.3、确认各种QCI服务类型所对应的QCI值是否在ARP接受范围之内，若是，则进入步骤S4.4；若否，则进入步骤S4.5；
步骤S4.4，进入终点模式，当前的QCI服务类别在边界服务器中进行处理；
步骤S4.5，进入转发模式，当前的QCI服务类别转发至云端服务器，在云端服务器中进行处理。
7.如权利要求6所述的边界网络服务流量分流系统的动态分流方法，其特征在于，
每一所述无线网络讯息模块获得当前的边界服务器使用率状态包含以下过程：
步骤S1.1、每个设置在边界服务器当中的硬体资源实时将使用信息传给硬件资源信息收集器；
步骤S1.2、硬件资源信息收集器收集好界服务器的硬体资源信息后将统计完成的数据传送给对应的利用率监测器；
步骤S1.3、每一利用率监测器根据该数据计算出目前边界服务器的使用状态；
步骤S1.4、流量卸载功能模块向无线网络讯息模块发送关于请求边界服务器的使用状态的请求信息；
步骤S1.5、利用率监测器向该流量卸载功能模块反馈当前的边界服务器使用状态。
8.如权利要求7所述的边界网络服务流量分流系统的动态分流方法，其特征在于，
所述目前边界服务器的使用状态包含：高使用率，普通使用率和低使用率中的任意一种使用状态。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109120548B (zh) * 2018-07-02 2022-03-11 联动优势电子商务有限公司 一种流量控制方法及装置
CN111083737B (zh) * 2018-10-19 2021-04-16 大唐移动通信设备有限公司 一种边缘mec中数据的分流方法和装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741850A (zh) * 2009-12-25 2010-06-16 北京邮电大学 面向混合网络服务的多任务并发执行系统及方法
CN103517384A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 中兴通讯股份有限公司 一种制定策略的方法、装置及系统
US8775564B1 (en) * 2013-12-31 2014-07-08 Limelight Networks, Inc. Time based CDN traffic allocation
CN104770014A (zh) * 2012-11-09 2015-07-08 高通股份有限公司 用于广播负载信息以使用户设备(ue)选择不同网络接入的方法和系统
CN105325017A (zh) * 2014-05-30 2016-02-10 华为技术有限公司 一种分配承载资源的方法和装置
CN106464731A (zh) * 2014-06-05 2017-02-22 微软技术许可有限责任公司 利用分层边缘服务器的负载平衡
CN107122249A (zh) * 2017-05-10 2017-09-01 重庆邮电大学 一种基于边缘云定价机制的任务卸载决策方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741850A (zh) * 2009-12-25 2010-06-16 北京邮电大学 面向混合网络服务的多任务并发执行系统及方法
CN103517384A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 中兴通讯股份有限公司 一种制定策略的方法、装置及系统
CN104770014A (zh) * 2012-11-09 2015-07-08 高通股份有限公司 用于广播负载信息以使用户设备(ue)选择不同网络接入的方法和系统
US8775564B1 (en) * 2013-12-31 2014-07-08 Limelight Networks, Inc. Time based CDN traffic allocation
CN105325017A (zh) * 2014-05-30 2016-02-10 华为技术有限公司 一种分配承载资源的方法和装置
CN106464731A (zh) * 2014-06-05 2017-02-22 微软技术许可有限责任公司 利用分层边缘服务器的负载平衡
CN107122249A (zh) * 2017-05-10 2017-09-01 重庆邮电大学 一种基于边缘云定价机制的任务卸载决策方法

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