CN109392020A - 一种面向5g移动网络的资源管理平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面向5G移动网络的资源管理平台，包括服务器集群、管理组件和负载均衡器；其中服务器集群包括边缘服务器与管理中心服务器，边缘服务器部署Kubernetes Node组件，在管理中心的服务器中安装Kubernetes Master组件，从而组成一个Kubernetes集群，其中Kubernetes集群底层采用Docker运行服务实例；管理中心服务器与边缘服务器、管理组件进行连接，负载均衡器位于服务器内，对服务器的网元服务实例进行处理。本发明采用Kubernetes的容器应用部署技术，相比使用虚拟机最高能提高50%的资源利用率。给目前开源的5G移动网络OpenAirInterface5G设计了一种支持网元服务实例动态扩缩容的方案，能实现在实际部署中的网元服务实例数量的灵活配置，提高服务集群资源利用率，保证服务质量。
Description
技术领域
本发明属于移动网络资源管理领域，更具体地，涉及一种面向5G移动网络的资源管理平台。
背景技术
OpenAirInterface5G是目前5G网络开源实现，本发明采用OpenAirInterface5G作为5G移动网络软件来部署5G移动网络。但是OpenAirInterface5G中的网元模块不存在动态扩缩容机制，本发明拟采用一种松耦合的部署架构，实现在不更改OpenAirInterface5G源代码的情况下支持动态扩缩容机制。
发明内容
为了克服OpenAirInterface5G中的网元模块不存在动态扩缩容机制的问题。本发明提出一种面向5G移动网络的资源管理平台，本发明采用的技术方案是：
一种面向5G移动网络的资源管理平台，包括服务器集群、管理组件和负载均衡器；
其中服务器集群包括边缘服务器与管理中心服务器；边缘服务器部署KubernetesNode组件，在管理中心服务器中安装Kubernetes Master组件，从而组成一个Kubernetes集群，其中Kubernetes集群底层采用Docker运行服务实例；所述管理组件包括数据搜集模块和中心功能模块，数据搜集模块部署在边缘服务器中，中心功能模块部署在管理中心服务器中；
所述的数据搜集模块对边缘服务器的参数数据进行搜集，并根据搜集到边缘服务器的参数数据发送到中心功能模块，中心功能模块对采集的数据进行显示，并根据运维人员的命令进行基于Kubernetes Master组件提供的API接口进行网元服务实例的扩缩容和调度；
所述的负载均衡器用于对网元服务实例进行处理，并记录请求者和对应的服务服务实例的，从而避免上下文丢失。
优选的，所述的参数数据包括cpu使用率、内存使用率、运行服务实例数量、边缘服务器所在基站的信号强度和地理位置。
优选的，所述的中心功能模块还包括显示模块，显示模块将数据搜集模块搜集的数据进行显示。
优选的，所述的负载均衡器用于将服务请求分发到每个网元服务实例，所有需要访问MME网元的请求都会先通过MME-Service进行请求分发，MME网元服务实例可以分布在不同的边缘服务器上；基站请求MME网元服务实例时，直接将请求发到负载均衡器MME-Service处，由负载MME-Service负责将请求分发给具体的MME网元服务实例，网元服务实例直接将运行结果通过MME-Service负载均衡器返回给请求者。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
该发明采用Kubernetes的容器应用部署技术，相比使用虚拟机最高能提高50％的资源利用率。给目前开源的5G移动网络OpenAirInterface5G设计了一种支持网元服务实例动态扩缩容的方案，相比于OpenAirInterface5G原有的机制，能实现在实际部署中的网元服务实例数量的灵活配置，提高服务集群资源利用率，保证服务质量。
附图说明
图1为本发明提供的面向5G移动网络的资源管理平台的服务器的架构图。
图2为本发明提供的面向5G移动网络的资源管理平台的管理组件与边缘服务器集群的组成图。
图3为实施2中简单的实现MME在集群中的扩缩容的部署方式。
图4为HSS在集群中的扩缩容的工作原理图。
图5为负载均衡器MME-Service实现负载均衡器MME-Service。
图6为OpenAirInterface5G每个网元进行动态扩缩容的部署方式。
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，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。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。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
图1～3所示，一种面向5G移动网络的资源管理平台，包括服务器集群、管理组件和负载均衡器；
其中服务器集群包括边缘服务器与管理中心服务器；边缘服务器部署KubernetesNode组件，在管理中心服务器中安装Kubernetes Master组件，从而组成一个Kubernetes集群，其中Kubernetes集群底层采用Docker运行服务实例；所述管理组件包括数据搜集模块和中心功能模块，数据搜集模块部署在边缘服务器中，中心功能模块部署在管理中心服务器中；
所述的数据搜集模块对边缘服务器的参数数据进行搜集，并根据搜集到边缘服务器的参数数据发送到中心功能模块，中心功能模块对采集的数据进行显示，并根据运维人员的命令进行基于Kubernetes Master组件提供的API接口进行网元服务实例的扩缩容和调度；
所述的负载均衡器用于将服务请求分发到每个网元服务实例，并记录请求者和对应的服务服务实例的，从而避免上下文丢失。
优选的，所述的参数数据包括cpu使用率、内存使用率、运行服务实例数量、边缘服务器所在基站的信号强度和地理位置。
优选的，所述的中心功能模块还包括显示模块，显示模块将数据搜集模块搜集的数据进行显示。
实施例2
在本实施例中，通过使用简单的负载均衡器，实现服务部署架构的松耦合，使得负载均衡器后的服务实例可以自动的扩缩容，以网元服务实例MME为例，一种简单的实现MME在集群中的扩缩容的部署方式如下：
但是在OpenAirInterface5G里面的MME等网元服务实例之间在交互的时候会各自保存上下文信息，上下文信息的丢失会导致服务流程失效，在本发明中，采用在负载均衡器处使用记录请求者和对应的服务服务实例的方法来避免上下文丢失。以网元实例MME和HSS为例，负载均衡器记录其中一个MME服务实例访问到的HSS，下次负载均衡器还接收到相同的MME请求，就把请求发给之前服务过该MME的HSS实例，这样该MME在该HSS的上下文信息就得以保留，不会使得MME访问到一个新的HSS从而导致MME的访问失效。
如图4，请求1只会到达网元服务实例HSS1，请求2只会到网元服务实例HSS2，请求3同理。
实施例3
在本实施例中，如图5所示，一个移动设备的请求会先经过基站，基站请求MME网元服务实例时，直接将请求发到负载均衡器MME-Service处，由负载MME-Service负责将请求分发给具体的MME网元服务实例，网元服务实例直接将运行结果通过MME-Service负载均衡器返回给请求者。
同理，如图6，对OpenAirInterface5G的其他网元进行相同的部署配置，就可以实现OpenAirInterface5G中所有网元的动态扩缩容了。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种面向5G移动网络的资源管理平台，其特征在于，包括服务器集群、管理组件和负载均衡器；
其中服务器集群包括边缘服务器与管理中心服务器；边缘服务器部署KubernetesNode组件，在管理中心服务器中安装Kubernetes Master组件，从而组成一个Kubernetes集群，其中Kubernetes集群底层采用Docker运行服务实例；所述管理组件包括数据搜集模块和中心功能模块，数据搜集模块部署在边缘服务器中，中心功能模块部署在管理中心服务器中；
所述的数据搜集模块对边缘服务器的参数数据进行搜集，并根据搜集到边缘服务器的参数数据发送到中心功能模块，中心功能模块对采集的数据进行显示，并根据运维人员的命令进行基于Kubernetes Master组件提供的API接口进行网元服务实例的扩缩容和调度；
所述的负载均衡器用于对网元服务实例进行处理，并记录请求者和对应的服务服务实例的，从而避免上下文丢失。
2.根据权利要求1所述的面向5G移动网络的资源管理平台，其特征在于，所述的参数数据包括cpu使用率、内存使用率、运行服务实例数量、边缘服务器所在基站的信号强度和地理位置。
3.根据权利要求2所述的面向5G移动网络的资源管理平台，其特征在于，所述的中心功能模块还包括显示模块，显示模块将数据搜集模块搜集的数据进行显示。
4.根据权利要求1所述的面向5G移动网络的资源管理平台，其特征在于，所述的负载均衡器用于将服务请求分发到每个网元服务实例，所有需要访问MME 网元的请求都会先通过MME-Service 进行请求分发，MME 网元服务实例可以分布在不同的边缘服务器上；基站请求 MME 网元服务实例时，直接将请求发到负载均衡器 MME-Service 处，由负载 MME-Service 负责将请求分发给具体的 MME 网元服务实例，网元服务实例直接将运行结果通过 MME-Service 负载均衡器返回给请求者。
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