CN108173759B - 业务功能路径的选择方法、装置和网关 - Google Patents

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CN108173759B CN201611112060.8A CN201611112060A CN108173759B CN 108173759 B CN108173759 B CN 108173759B CN 201611112060 A CN201611112060 A CN 201611112060A CN 108173759 B CN108173759 B CN 108173759B
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Abstract

本发明公开了一种业务功能路径的选择方法、装置和网关，涉及数据通信技术领域，其中，方法包括：网关对接收到的流量进行分析，以确定所述流量需要依次经过的服务功能SF单元；网关根据所述流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发SFF单元中所具有的SF单元确定对所述流量进行转发可以利用的各业务功能路径；网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值；网关根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。本发明实施例在减少传输时延的同时可以实现负载均衡。

Description

业务功能路径的选择方法、装置和网关
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域，尤其是一种业务功能路径的选择方法、装置和网关。
背景技术
现有的业务链场景下的业务功能路径选择方案中，大多只是基于单一目标来选择业务功能路径，例如只考虑传输时延，这样选择的业务功能路径可能会造成其他网络性能的代价。并且，现有的业务功能路径的选择策略都是基于逐跳最优来选择的，因此，所选择的业务功能路径在整网看来却不一定是最优的。
发明内容
本发明的一个目的是：提供一种业务功能路径的选择方法、装置和网关，能够综合考虑整条路径中节点间的传输距离和服务功能单元的负载情况，在减少传输时延的同时可以实现负载均衡。
根据本发明的一方面，提供一种业务功能路径的选择方法，包括：网关对接收到的流量进行分析，以确定所述流量需要依次经过的服务功能SF单元；网关根据所述流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发SFF单元中所具有的SF单元确定对所述流量进行转发可以利用的各业务功能路径；网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值；网关根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
在一个实施例中，所述网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值包括：网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值；网关根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值；网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及相邻的SF单元之间的网络链路权值计算各业务功能路径的网络链路权值。
在一个实施例中，所述网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值包括：网关根据如下公式计算网关与作为下一跳的该SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000021
其中，i和x为网关，j为作为下一跳的SF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
在一个实施例中，所述网关根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值包括：网关根据如下公式计算相邻的SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000022
其中，i为当前SF单元，j为作为下一跳的SF单元，x为i所在的SFF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
在一个实施例中，所述网关根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径包括：网关选择网络链路权值最小的业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
根据本发明的另一方面，提供一种业务功能路径的选择装置，所述装置应用在网关上，所述装置包括：流量分析单元，用于对接收到的流量进行分析，以确定所述流量需要依次经过的服务功能SF单元；路径确定单元，用于根据所述流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发SFF单元中所具有的SF单元确定对所述流量进行转发可以利用的各业务功能路径；权值确定单元，用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值；路径选择单元，用于根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
在一个实施例中，所述权值确定单元包括：第一权值确定模块，用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值；第二权值确定模块，用于根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值；权值计算模块，用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及相邻的SF单元之间的网络链路权值计算各业务功能路径的网络链路权值。
在一个实施例中，所述第一权值确定模块，具体用于：根据如下公式计算网关与作为下一跳的该SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000031
其中，i和x为网关，j为作为下一跳的SF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
在一个实施例中，所述第二权值确定模块，具体用于：根据如下公式计算相邻的SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000041
其中，i为当前SF单元，j为作为下一跳的SF单元，x为i所在的SFF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
在一个实施例中，所述路径选择单元，具体用于：选择网络链路权值最小的业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
根据本发明的又一方面，提供一种网关，包括上述任意一个实施例所述的业务功能路径的选择装置。
本发明实施例综合考虑节点间的传输距离和服务功能单元的负载，计算出所有业务功能路径的网络链路权值，进而可以根据需求选择一条业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径，从而能够在降低网络时延的同时实现负载均衡，提高了网络灵活性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的业务链系统场景示意图；
图2是根据本发明一个实施例的业务功能路径的选择方法的流程示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的业务功能路径的选择方法的流程示意图；
图4是根据本发明一个实施例的业务功能路径的选择装置的结构示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的业务功能路径的选择装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1示出了本发明的业务链系统场景示意图。如图1所示，SFF(service functionforwarder，服务功能转发)单元中可以具有各种SF(service function，服务功能)单元。网关可以获取到SFF单元中具有的SF单元的情况。网关与SFF之间以及不同的SFF之间的时间(例如5ms)为传输时延。SFF单元例如可以为路由器，每个SF单元相当于一个VNF(虚拟网络功能)，每个SF单元能实现一种网络功能。这里的网络功能例如可以包括但不限于防火墙、DPI(深度包检测)、NAT(网络地址转换)、入侵检测、流量整形、视频转码等。举例来说，SFF1单元具有SF1、SF2、SF4和SF5四个SF单元，SF1、SF2、SF4和SF5分别能实现一种网络功能，则SFF1单元可以实现SF1、SF2、SF4和SF5分别对应的网络功能。
图2是根据本发明一个实施例的业务功能路径的选择方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤202，网关对接收到的流量进行分析，以确定流量需要依次经过的服务功能(SF)单元。
网关通过对流量中的数据包的分析可以实现对流量的分类，从而得到此流量所需要的网络服务，进而得到为了实现所需的网络服务需要依次经过的SF单元。例如，可以得到依次经过的SF单元组成的SFP(service function path，服务功能路径)为{SF1、SF3、SF5、SF6}。
步骤204，网关根据流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发(SFF)单元中所具有的SF单元确定对流量进行转发可以利用的各业务功能路径。
参见图1，如果步骤202确定的流量需要依次经过的SF单元分别为SF1、SF3、SF5和SF6，由于不同的SFF单元可能具有相同的SF单元，因此，流量依次经过SF1、SF3、SF5和SF6的业务功能路径可能具有多条。例如，一条业务功能路径可以是：从SFF1中的SF1到SFF2中的SF3、再到SFF2中的SF5、最后到SFF3中的SF6。另一条业务功能路径可以是：从SFF5中的SF1到SFF5中的SF3、再到SFF4中的SF5、最后到SFF3中的SF6。如此，可以根据流量需要依次经过的SF单元以及各SFF单元中所具有的SF单元确定对流量进行转发可以利用的各业务功能路径。
步骤206，网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值。
需要说明的是，这里的传输距离可以通过传输时延来表示，也即，传输时延的大小代表了传输距离的大小。
步骤208，网关根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径，从而可以按照所选择的业务功能路径对流量进行转发。
优选地，网关可以选择网络链路权值最小的业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径。
本实施例中，综合考虑节点间的传输距离和服务功能单元的负载，计算出所有业务功能路径的网络链路权值，进而可以根据需求选择一条业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径，从而能够在降低网络时延的同时实现负载均衡，提高了网络灵活性。
上述步骤206可以具有不同的实现方式。本发明提供了一种优选的实现方式。下面结合图3进行说明。
图3是根据本发明另一个实施例的业务功能路径的选择方法的流程示意图。如图3所示，该实施例的方法中的步骤206可以包括：
步骤216，网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值。
在一个实现方式中，网关可以根据如下公式计算网关与作为下一跳的该SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000071
其中，i和x为网关，j为作为下一跳的SF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
需要指出的是，上述α和β的取值可根据网络指标的侧重点来选取，例如，传输时延的重要性大于SF单元的负载时，α可以大于β；传输时延的重要性小于SF单元的负载时，α可以小于β；传输时延和SF单元的负载同样重要时，α可以与β相等，也即均为0.5。
根据上述公式，可以计算出每条业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值。
步骤226，网关根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值。
在一个实现方式中，网关可以根据如下公式计算相邻的SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000081
其中，i为当前SF单元，j为作为下一跳的SF单元，x为i所在的SFF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
类似地，α和β的取值可根据网络指标的侧重点来选取，具体的取值办法可以参照上面的描述，在此不再赘述。
根据上述公式可以计算出每条业务功能路径中相邻的SF单元之间的网络链路权值。
步骤236，根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及相邻的SF单元之间的网络链路权值计算各业务功能路径的网络链路权值。
每条业务功能路径的网络链路权值等于该条业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及各相邻的SF单元之间的网络链路权值的总和。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
图4是根据本发明一个实施例的业务功能路径的选择装置的结构示意图。该装置可以应用在网关上，如图4所示，该装置包括流量分析单元401、路径确定单元402、权值确定单元403和路径选择单元404。
流量分析单元401用于对接收到的流量进行分析，以确定流量需要依次经过的服务功能(SF)单元。
路径确定单元402用于根据流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发(SFF)单元中所具有的SF单元确定对流量进行转发可以利用的各业务功能路径。
权值确定单元403用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值。
路径选择单元404用于根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径。在一个实现方式中，路径选择单元404具体可以用于选择网络链路权值最小的业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径。
本实施例中，综合考虑节点间的传输距离和服务功能单元的负载，计算出所有业务功能路径的网络链路权值，进而可以根据需求选择一条业务功能路径作为对流量进行转发的业务功能路径，从而能够在降低网络时延的同时实现负载均衡，提高了网络灵活性。
权值确定单元403可以具有不同的实现方式。图5是根据本发明另一个实施例的业务功能路径的选择装置的结构示意图。如图5所示，该实施例中的权值确定单元403可以包括第一权值确定模块413第二权值确定模块423和权值计算模块433。
第一权值确定模块413用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值。
在一个实现方式中，第一权值确定模块413具体可以用于根据如下公式计算网关与作为下一跳的该SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000091
其中，i和x为网关，j为作为下一跳的SF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
第二权值确定模块423用于根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值。
在一个实现方式中，第二权值确定模块423具体可以用于根据如下公式计算网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure BDA0001172678360000101
其中，i为当前SF单元，j为作为下一跳的SF单元，x为i所在的SFF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
权值计算模块433用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及相邻的SF单元之间的网络链路权值计算各业务功能路径的网络链路权值。
本发明还提供了一种网关。在一个实施例中，网关可以包括上述任意一个实施例所述的业务功能路径的选择装置。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种业务功能路径的选择方法，其特征在于，包括：
网关对接收到的流量进行分析，以确定所述流量需要依次经过的服务功能SF单元；
网关根据所述流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发SFF单元中所具有的SF单元确定对所述流量进行转发可以利用的各业务功能路径；
网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值，包括：
网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值；
网关根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值；和
网关计算各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及相邻的SF单元之间的网络链路权值之和作为各业务功能路径的网络链路权值；
网关根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值包括：
网关根据如下公式计算网关与作为下一跳的该SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure FDA0002660352280000021
其中，i和x为网关，j为作为下一跳的SF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值包括：
网关根据如下公式计算相邻的SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure FDA0002660352280000022
其中，i为当前SF单元，j为作为下一跳的SF单元，x为i所在的SFF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径包括：
网关选择网络链路权值最小的业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
5.一种业务功能路径的选择装置，其特征在于，所述装置应用在网关上，所述装置包括：
流量分析单元，用于对接收到的流量进行分析，以确定所述流量需要依次经过的服务功能SF单元；
路径确定单元，用于根据所述流量需要依次经过的SF单元以及各服务功能转发SFF单元中所具有的SF单元确定对所述流量进行转发可以利用的各业务功能路径；
权值确定单元，用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离、相邻的SF单元之间的传输距离以及各SF单元的负载状态确定各业务功能路径的网络链路权值，包括：
第一权值确定模块，用于根据各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的传输距离以及作为下一跳的SF单元的负载状态确定网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值；
第二权值确定模块，用于根据各业务功能路径中相邻的SF单元之间的传输距离以及相邻的SF单元中作为下一跳的SF单元的负载状态确定相邻的SF单元之间的网络链路权值；和
权值计算模块，用于计算各业务功能路径中网关与作为下一跳的SF单元之间的网络链路权值以及相邻的SF单元之间的网络链路权值之和作为各业务功能路径的网络链路权值；
路径选择单元，用于根据各业务功能路径的网络链路权值选择一条业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一权值确定模块，具体用于：
根据如下公式计算网关与作为下一跳的该SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure FDA0002660352280000031
其中，i和x为网关，j为作为下一跳的SF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二权值确定模块，具体用于：
根据如下公式计算相邻的SF单元之间的网络链路权值wij：
Figure FDA0002660352280000041
其中，i为当前SF单元，j为作为下一跳的SF单元，x为i所在的SFF单元，y为j所在的SFF单元，Dxy为x与y之间的传输距离，Dmax为x与具有j的SFF之间的最大传输距离，ly为y中j的现有负载，Ly为y中j的最大负载，α和β为系数，并且α+β＝1。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述路径选择单元，具体用于：
选择网络链路权值最小的业务功能路径作为对所述流量进行转发的业务功能路径。
9.一种网关，其特征在于，包括权利要求5-8任意一项所述的业务功能路径的选择装置。
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