CN109565472B - 虚拟网络中基于切片/服务的路由方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了通过支持基于服务的流量转发的虚拟网络路由包。在预配置的虚拟网络中，使用虚拟路由器将数据包路由到目的端点。虚拟路由器与虚拟网络节点相关联，虚拟网络节点与物理网络节点相关联。接收与虚拟网络相关联的数据包，并指定目的端点的名称标识符。获得与名称标识符对应的位置。获得与位置对应的目的虚拟网络节点的指示。获得虚拟路由器与目的虚拟网络节点之间的路径上的下一虚拟网络节点的指示。将下一虚拟网络节点的指示插入包，以产生路由包。将路由包提交到关联的网络节点，以传输至下一节点。

Description

虚拟网络中基于切片/服务的路由方法和设备
本申请要求于2016年8月5日提交的申请号为62/371,628的美国临时专利申请、于2016 年8月18日提交的申请号为62/376,820的美国临时专利申请、于2016年9月23日提交的申请号为62/399,206的美国临时专利申请、以及于2017年2月23号提交的申请序列号为15440749的美国专利申请的优先权，其内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及无线通信网络领域，尤其涉及用于虚拟网络中基于服务的路由的方法和系统。
背景技术
在当前的3G/4G网络中，在用户设备(user equipment,UE)和服务提供商(例如，服务器)之间基于每设备会话将流量传送到用户设备。在完成用户设备与服务提供商之间的端到端连接建立过程之后建立服务会话。该连接过程通常引入大约200ms的延迟并且在用户设备和服务提供商之间的链路上引起相当大的网络开销。
预期在下一代网络(例如，5G)中需要服务的用户设备的数量将显着增加，例如传感器、机器、移动装置、和其他需要连接的装置。此外，随着持续连接或接近持续连接需求的增加，数据流量可能会变得更加具有突发性，并且要服务更多的会话。
下一代网络(例如，5G网络)的目的之一是提供基于服务的内容交付，并且避免每设备会话的开销。
提供该背景信息以揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。任何前述信息不应被认为承认是或被理解为构成针对本发明的现有技术。
发明内容
根据实施例，提供了一种用于通过虚拟网络路由包的系统和方法，其支持基于服务的流量转发。根据实施例，提供了一种用于通过在网络上预配置的虚拟网络(virtualnetwork,VN) 向目的端点路由数据包的方法。该方法由与虚拟网络的虚拟网络节点相关联的虚拟路由器 (virtual router,v-router)执行，并且该虚拟网络节点与网络的特定物理网络节点(network node, NN)相关联。该方法包括接收与虚拟网络相关联的数据包，并指定目的端点的名称标识符。该方法还包括获得与名称标识符对应的位置。该方法还包括获得与获得的位置对应的目的虚拟网络节点的指示。该方法还包括获得虚拟路由器和目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一虚拟网络节点的指示。该方法还包括将下一虚拟网络节点的指示插入数据包，以产生路由数据包。该方法还包括将路由数据包提交到关联的网络节点，用于通过网络传输至下一节点。
根据另一个实施例，提供了一种用于通过网络上预配置的虚拟网络向目的端点路由数据包的设备。该设备包括与虚拟网络的虚拟网络节点相关联的虚拟路由器，并且虚拟网络节点与网络的特定物理网络节点相关联。该虚拟路由器包括网络接口、计算机处理器、和存储器。该虚拟路由器用于接收与虚拟网络相关联的数据包，并指定目的端点。该虚拟路由器还用于获得与目的端点对应的位置。该虚拟路由器还用于获得与获得的位置对应的目的虚拟网络节点的指示。该虚拟路由器还用于获得虚拟路由器与目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一节点的指示。该虚拟路由器还用于将下一节点的指示插入数据包，以产生路由数据包。该虚拟路由器还用于将路由数据包提交到物理网络节点，用于通过网络传输至下一节点。
根据另一个实施例，提供了一种用于通过网络上预配置的虚拟网络向目的端点路由数据包的设备。该设备包括多个虚拟路由器，该多个虚拟路由器中的每一个虚拟路由器都与虚拟网络中的一个不同的虚拟网络节点相关联。每个虚拟网络节点都与网络中的一个不同的物理网络节点相关联。每个虚拟路由器包括网络接口、计算机处理器、和存储器。每个虚拟路由器都用于接收与虚拟网络相关联的数据包，并指定目的端点；获得与目的端点对应的位置。每个虚拟路由器还用于获得与获得的位置对应的目的虚拟网络节点的指示。每个虚拟路由器还用于获得多个虚拟路由器中的上述一个虚拟路由器与目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一节点的指示。每个虚拟路由器还用于将下一节点的指示插入数据包，以产生路由数据包。每个虚拟路由器还用于将路由数据包提交到与多个虚拟路由器中的上述一个虚拟路由器相关联的物理网络节点，用于通过网络传输至下一节点。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1A示出了可根据实施例配置的网络。
图1B示出了根据实施例的网络的配置。
图2示出了表示通过虚拟网络向目的端点路由数据包的操作的实施例的流程图。
图3A、图3B、图3C、图3D、和图3E示出了与移动端点的虚拟网络路由过程有关的虚拟网络的示例操作。
图4示出了虚拟路由器的示例操作。
图5示出了根据实施例的连接管理器(connectivity manager,CM)、虚拟路由器、以及端点之间的交互。
图6A和6B示出了虚拟网络节点处的虚拟路由器将数据包路由到端点的示例操作。
图7A和7B示出了连接管理实体进行的端点位置跟踪的实施例。
图7C示出了根据实施例的虚拟路由器和CM之间的交互，包括请求模式(requestmode) 下的位置更新。
图7D示出了根据实施例的虚拟路由器和CM之间的交互，包括推模式(push mode)下的位置更新。
图8A和图8B示出了在虚拟网络节点上与相关联的虚拟路由器协同执行的SDRA-Op的通用包处理操作的实施例。
图8C为示出无线接入网(RAN)集群处的包处理的实施例的流程图。
图8D为示出接入节点处的包处理的实施例的流程图。
图8E为示出DDT-Op、SDRA-Op、和SDRA-Op的位置的实施例的网络架构图。
图9示出了根据实施例的SDT-Op和SDRA-Op之间的交互。
图10示出了根据实施例的响应于由服务器端点发送的第一包的虚拟路由器操作。
图11示出了根据实施例的响应于由用户设备(UE)端点发送的第一包的虚拟路由器操作。
图12示出了与虚拟网络节点相关联的设备的实施例。
图13示出了连接管理器设备的实施例。
图14示出了网络中的虚拟化设备的实施例。
具体实施方式
如本文所使用的，通信网络(或简称为“网络”)是指通信耦合装置的集合，这些装置互操作以促进各端点装置(例如用户设备装置)之间的通信。术语“用户设备”(userequipment, UE)在本文中用于清楚地指代用于通过固定线路连接或通过根据预定协议运行的无线电与网络通信的端点装置。用户设备包括由第三代合作伙伴计划(the 3rdGeneration partnership project,3GPP)定义的用户设备、移动装置(例如，无线手机)、和其他连接的装置，包括机器到机器(machine-to-machine,M2M)装置(也称为机器类型通信(machine type communications,MTC)装置)。移动装置本身不需要移动，而是可以与能够在装置移动时提供通信服务的网络通信的装置。例如，网络可以包括经由无线接入与用户设备直接连接的无线接入部分和经由固定线路接入与用户设备直接连接的固定线路部分中的至少一个，还包括将网络的不同网络装置连接在一起的回程部分。网络还可以包括各种虚拟化部件，这将在本文中变得显而易见。这种网络的主要前瞻性示例是第五代(fifthgeneration,5G)网络。
已经提出使用各种允许重新配置网络以适应各种不同需求的网络技术来构建5G网络。这些技术还可以允许网络支持网络切片，以创建具有适合其设计支持的流量需求的特性的不同子网络。网络可以包括多个计算硬件资源以及将计算资源彼此连接以使得为移动装置提供服务成为可能的各种不同网络连接选项，其中，该计算硬件资源提供处理器和/或分配的处理元件、内存、和存储器，以支持在网络上执行的功能。
服务通常对应于网络上可用的特定数据通信的源或宿。访问一项服务可能涉及连接到网络的多个端点之间的通信。服务可以由网络运营商提供，或者可以由例如企业、公用事业、政府、或其他组织的网络用户提供。服务的示例包括但不限于提供音频和/或视频内容以流式传输或下载到端点(例如用户设备)、存储和/或处理来自端点(例如用户设备)的数据、用户设备到用户设备(UE-to-UE)的消息服务、机器到机器通信(例如公用仪表报告)、远程数据存储、和/或远程计算服务。
网络切片(network slice)通常对应于已被分配以支持网络上的至少一个特定服务的一组网络资源。这样的网络资源可以包括基于云的通信、计算和内存资源、物理连接和通信资源、诸如频分多址资源、时分多址资源、和码分多址资源的无线接入资源、电信资源、内存资源、和计算资源。
如本文所使用的，术语虚拟网络(virtual network,VN)是指预配置的网络拓扑，该网络拓扑包括通信地互连以支持一个或多个网络切片的预配置的虚拟网络节点集合。虚拟网络由虚拟网络标识符(virtual network identifier,VN ID)标识。如果虚拟网络支持单个网络切片(即，单个服务)，则还可以通过虚拟网络标识符方便地标识该切片。如果虚拟网络支持多个网络切片，则可以使用服务标识符(service identifier,service ID)来区分所支持的多个网络切片中的每一个网络切片，以标识哪个切片被分配给该虚拟网络所支持的哪个服务。多个网络切片在虚拟网络内彼此逻辑上分离，但是虚拟网络内的所有网络切片共享已经为该虚拟网络配置的公共网络资源集。在这种情况下，可以使用虚拟网络标识符和服务标识符的组合来标识切片。
更具体地，虚拟网络由虚拟网络节点的集合组成，每个虚拟网络节点与构成网络的对应物理网络节点集合中的一个相关联。虚拟网络节点直接地通信互连，或经由其他虚拟网络节点间接地通信互连。每个虚拟网络节点都与该网络的对应物理网络节点相关联并与其通信链接。在一些实施例中，虚拟网络节点的操作性能(operational capacities)可以与其关联物理网络节点共址。在一些实施例中，一个或多个虚拟网络节点的操作性能(operational capacities) 可以与其关联的物理网络节点物理上分离。虚拟网络还可以包括定义和功能元件以提供连接隧道、相关联的路由功能、包聚合功能、包解聚合功能、防火墙功能、锚点功能、网内处理元件、准入控制(admission control,AC)、以及接入链路调度管理，以上用于支持虚拟网络节点集合中的一个或多个网络切片。
例如，该关联可以使得在物理网络节点接收的包被提供给与该物理网络节点相关联的虚拟网络节点进行处理(例如，在预定条件下)，并且虚拟网络节点提供的包可以按照虚拟网络节点或该虚拟网络的预配置规则的指示由物理网络节点发送。可以使用诸如网络功能虚拟化资源的计算资源、通信资源、和内存资源来实体化虚拟网络节点。这些资源可以位于云中，例如数据中心或本地云。本地云可以包括与关联的网络节点邻近或共址的通用硬件。虚拟网络节点可以包括一个网络功能或一组网络功能。虚拟网络的逻辑拓扑是指分布在各种相关的物理网络节点的多个虚拟网络节点之间的互连。
虚拟网络隧道是指两个虚拟网络节点之间的逻辑通信链路。开放式虚拟网络隧道是指虚拟网络节点与既不与虚拟网络节点也不与虚拟网络特定网络功能相关联的另一网络节点之间的逻辑通信链路。例如，其他网络节点可以是网络的边缘节点，例如接入节点或网关。边缘节点为移动或固定端点(或“端节点”)提供连接性以连接至网络。端点可以包括例如用户设备和连接到虚拟网络以访问该虚拟网络上支持的服务的网络外部的其他装置，例如应用服务器。
网络实体通常是指网络节点或网络节点的组合，网络实体可用于在网络上提供指定的服务。网络实体包括物理部件，诸如处理器、分配的处理元件、或其他计算硬件、计算机存储器、通信接口、以及其他支撑计算硬件。网络实体可以使用专用物理部件，或者可以为网络实体分配使用另一装置的物理部件，例如通用计算装置或数据中心的资源，在这种情况下，称网络实体为虚拟化的。网络实体可以与可以位于一个位置或者可以分布在多个位置的多个物理部件相关联。
网络功能包括可以由网络实体提供的服务，或者可以包括以某种方式配置以提供给定功能的物理部件，网络功能可以根据数据输入和输出来描述。通常，网络实体可用于支持网络上的一个或多个网络功能。
实施例提供了从网络上可用的至少一个网络实体交付一个或多个服务。网络不仅用于将端点连接到网络实体，还用于参与提供服务。特别地，虚拟网络在网络上被实体化和预配置用于提供服务交付。虚拟网络以如下的方式被预配置：使得端点能够连接至所需的服务，该服务在使用时不受网络上信令的限制，并且因此具有有限的延迟。这是通过在网络上预建立虚拟网络来实现的，其通过端点有效地将服务从网络的网络实体扩展到附着点。还可以通过预配置边缘节点来实现。当端点附着到虚拟网络时，其可以访问服务，而无需端点和提供服务的网络实体之间的信令。
由于网络参与服务交付，因此通过使用虚拟网络节点将服务扩展到网络中。虚拟网络节点可以识别与服务相关联的输入数据包，并通过预建立的隧道适当地路由该输入数据包。
预配置的虚拟网络用于识别与服务相关联的输入数据包，并通过预建立的隧道适当地路由该输入数据包。虚拟网络路由功能(虚拟路由器)和为提供服务而建立的虚拟网络隧道支持此操作。虚拟网络节点还可以执行服务的其他功能，例如包聚合和解聚合、防火墙功能、锚点操作功能、网内处理和数据存储、准入控制，以及接入链路调度和管理。
虚拟路由器用于以逐跳(逐隧道)方式通过隧道在虚拟网络节点之间路由包。包被路由到适当的目的地，例如但不必限于使用目的地标识符在包中指定的目的地。诸如网络节点的物理网络资源用于提供虚拟网络隧道作为虚拟网络隧道定义的一部分。虚拟网络隧道可以由一系列物理网络节点支持，这些物理网络节点用于将隧道包转发到虚拟网络隧道出口。在一些实施例中，支持隧道的每个物理网络节点可以配置一组路由规则，该路由规则将虚拟网络隧道标识符或目的网络节点标识符与下一网络节点相关联。当包指定了虚拟网络隧道标识符或目的网络节点标识符时，该包被转发到关联的下一网络节点。
例如，当服务涉及以某种方式处理由用户设备发送的数据并将该数据处理的结果提供给用户设备或另一用户设备时，可以在邻近网络边缘的虚拟网络节点处完成部分或全部处理，从而减小服务延迟。可以基于但不限于诸如性能、成本、延迟、通信开销、以及服务质量等标准，来选择执行网内数据处理和/或数据缓存的虚拟网络节点的位置。
在各种实施例中，虚拟网络的预配置提供了准备根据所请求的服务来处理包的网络基础设施。这允许端点减少信令，这是因为在预配置虚拟网络时预先指定了关于如何处理包的细节。因为隧道建立、服务功能建立、端点跟踪等是预先执行的，因此这还允许较低的延迟。每个虚拟网络节点在网络上处于待机状态，以准备接收和处理定向到该虚拟网络支持的服务的任何包。而且，因为服务功能可以嵌入网络(甚至可能嵌入边缘节点或无线接入网(radio access network,RAN)集群)，因此可以减少数据转发和相关延迟以及网络资源使用。
网络预配置可以由称为面向服务的网络自动创建(service oriented networkauto creation, SONAC)实体的网络实体来执行。例如在Zhang，Hang等的“5G WirelessNetwork：MyNET and SONAC”，IEEE Network Volume：29，Issue：4，July-August 2015，pp14-23中描述了SONAC，其结合于此作为参考。如本文所述，SONAC可以执行和/或指导底层网络资源来实体化和配置虚拟网络。如本文所使用的，SONAC功能可以细分为用于网络切片组建的功能，称为 SONAC-Com，以及用于网络切片操作的功能，称为SONAC-Op。SONAC可以包括用于执行软件定义拓扑(software-defined topology,SDT)定义、软件定义资源分配(software-defined resource allocation,SDRA)、和软件定义协议(software-definedprotocol,SDP)定义的操作。支持SONAC-Com和SONAC-Op的SDT、SDRA、和SDP分别称为SDT-Com、SDRA-Com、 SDP-Com、SDT-Op、SDRA-Op、和SDP-Op。SONAC-Op可以专用于管理单个网络切片，或者由其管理的多个网络切片共用。SONAC-Op可以在其自己的网络片上或用于支持多个实体的网络切片上被支持。网络切片的概念为运营商提供了提供可以定制的网络基础设施资源来满足各种客户服务和质量要求的灵活性。
本申请描述了“跳接(Hop-On)”概念，其允许端点装置(例如，用户设备)直接连接至切片(虚拟网络)以及从切片断开，而无需像现在这样完成端到端连接。这显著地简化了数据流量传送过程，并减小了网络上的信令开销和延迟。在跳接虚拟网络流量传送系统和方法中，对服务的访问不需要每用户设备每会话的建立，并且不需要用户设备和服务提供商之间的端到端连接的建立。因为会话有效地“预先存在”作为网络上预先建立的虚拟网络切片，因此没有会话的建立。虚拟网络切片由网络上配置的预定义的虚拟网络拓扑支持。用户设备仅需要协商可能在局部级(例如，在虚拟网络边缘)出现的用户设备的切片入口或出口。切片访问点和服务提供商之间的连接由管理切片的控制功能建立和维护。
切片和跳接共同实现：
·可扩展性——物理网络节点(network node,NN)运行于服务层(服务的集成数据通信)，而不是运行于装置/会话层
·简易性——每设备/会话端到端隧道建立被去除或最小化
·灵活性——服务定制的虚拟网络/切片——允许为各个服务调整通信网络以最好地满足客户和网络运营商的需求
例如，为这种服务设计的虚拟网络的端点可以通过使用为该虚拟网络预分配的接入链路(access link,AL)资源发送数据包来跳接虚拟网络。端点用户设备可以注册并连接到虚拟网络边缘的本地节点，而不是其通信的目的端点。一旦服务的数据包被提交到网络，包就沿着预定义的虚拟网络隧道路由到预期目的地，并且可以根据需要按照服务或服务质量(quality of service,QoS)分离。对于没有预先分配接入链路资源的虚拟网络，可以使用接入链路上的一组简化的信令消息交换来实现接入链路上的数据包的发送。从通信装置的角度来看，网络随时准备接收和传送数据流量。
一旦建立了虚拟网络，向移动用户设备传送的数据流量依赖于在路由数据流量时正确隧道的选择，而不是依赖于重新建立新的每设备端到端连接。因此，诸如用户设备或商业客户的端点能够与本地网络节点交换流量，而不考虑预期接收方的位置或发送方与接收方之间的网络状况。类似地，逻辑上远离目的端点的网络节点不需要知道目的端点的逻辑或物理地址。相反，这些网络节点仅需要遵循用于处理包的预定义规则并将包定向到分配的用于维护或获得目的端点当前位置的网络节点。
当与移动用户设备通信时，可以由集群级的虚拟路由器选择连接无线接入网(RAN)集群的接入点(access point,AP)的一个或多个隧道，以选择性地将数据传送到一个或多个接入点。因此，可以在最低级别作出关于到达接收方用户设备的最佳模式的决策，该最低级别具有与接收方用户设备相关的最准确的位置和移动信息。通过此功能，可以实现真正的无切换服务访问。通信的端点可以使用名称(用户设备标识符和服务标识符)代替位置信息与通信方通信。分层虚拟网络架构使虚拟路由器能够基于端点名称处理流量并从为该虚拟网络配置的连接管理实体访问基于名称的位置跟踪及解析。
通过使用预定义的虚拟网络，来自特定应用(例如点对点通信(例如，微信))的数据包可以经由有效的隧道路由(即，只经过必要路径的最短路由)直接路由到目的端点。连接管理技术向虚拟网络路由器提供位置信息以实现高效的数据传送。
从端点(例如，用户设备或服务器)的角度来看，跳接过程从网络注册开始：获得认证和授权以使用网络，然后注册到连接管理切片(CM slice)以开始可达性操作，以使网络能够跟踪端点的位置。可以在端点被注册到虚拟网络(切片)的用户平面(user plane,UP)之前发起位置跟踪。下一步是注册到用户平面切片(UP slice)以授权端点使用用户平面切片并获得关于用于后续服务数据传输的准入控制的任何要求的信息。如果不需要进一步的准入控制，则端点可以跳接或接入切片以直接通过虚拟网络发送数据。对于大多数机器类型通信，可以简化上述过程。如果服务需要进一步的准入控制，则在发送任何数据流量之前都需要准入控制过程(例如，对于虚拟网络容量有限的切片上的一些批量数据传输，在提供对切片的接入之前需要准入控制)。
实施例涉及端点(例如用户设备、计算装置、或客户服务器)与边缘节点(例如通信网络的无线接入部分的接入点)之间的交互。在一些实施例中，端点可以是服务器或其他联网装置，并且对应的边缘节点可以是通信网络的网关。一些实施例提供了端点或者其操作方法，而其他实施例提供了边缘节点或者其操作方法。边缘节点和端点之间的交互支持虚拟网络操作，以允许端点接入虚拟网络并在端点和虚拟网络之间传送包。
图1A示出了可以根据一些实施例配置和使用的网络基础设施的示例。应当理解，该网络基础设施及其拓扑仅用作示例，并无意限制本发明。
为了协助跟踪接入网络的用户设备的位置，可以将网络划分成多个域，例如图1A中所示的域1 101和域2 112。每个域都可以被进一步细分为无线接入网集群120、122、123、124。为了方便起见，图1A示出了两个域和两个分层，即域层和集群层，然而其他实施例可以包括可以适用于特定网络的各种数量的域以及更多或更少的层。特定域的划分和细分可以是特定于实现的并且基于网络要求。
图1A示出了标记为网络节点11(NN 11)至网络节点30(NN 30)的多个物理网络节点。图1A还示出了以计算资源130支持的虚拟网络功能的形式提供的多个网络实体。使用诸如可重构的网内资源、云、或数据中心资源的计算资源130来实体化网络实体140、142、144、146。计算资源130可以包括例如可用于特定网络节点的数据中心、服务器、或虚拟化云资源。通常，虚拟网络节点与对应的计算资源130相关联，因此，未分配计算资源130的物理节点将不被分配为虚拟网络节点。
所示网络实体包括SONAC实体140和连接管理实体，连接管理实体包括集群CM实体142、域连接管理实体144、和全局连接管理实体146。每个网络实体140至144可以与其所在的网络节点相关联。全局连接管理实体146可以与另一网络节点(未示出)相关联，或者可以作为管理和指示两个域110、112中的操作的单独管理节点被支持。
由SONAC实体140形成的SONAC架构用于预配置和管理包括与至少一些网络节点相关联的虚拟网络节点的虚拟网络。SONAC还可以管理物理网络节点11(NN 11)至网络节点30(NN 30)的操作。为清楚起见，未示出架构的不同层处的SONAC实体之间的互连。可以在定义和实现任何服务切片之前预实现由SONAC实体140支持的SONAC-Com功能和由连接管理实体142、144、146支持的连接管理功能。如果SONAC-OP控制和管理所有切片操作，则可以预先实现SONAC-OP。或者，如果SONAC-OP专用于某服务切片，则SONAC-OP可以与该服务切片一起创建。
网络基础设施还包括由连接管理实体142-146形成的分层连接管理实体。为清楚起见，未示出架构的不同层处的连接管理实体之间的互连。连接管理实体可以用于跟踪诸如用户设备的端点的当前位置，并且根据需要向网络节点和/或SONAC部件提供这样的位置信息。
网络基础设施还包括无线接入网集群120、122、123、124、126，包括公共区域中的多个无线接入网节点(“接入节点”)。无线接入网集群中的接入节点经由有线或无线通信链路互连。或者，可以在非集群配置中提供至少一些接入节点。接入节点可以各自包括它们自己的部分或全部基带处理基础设施，并且部分或全部基带处理基础设施可以由多个接入节点共享。接入节点可以具有或不具有计算资源130，或者可以共享可用于多个接入节点的一组计算资源130。无线接入网集群可以用作虚拟网络的一部分。此外，在一些情况下，可以使用多径、多播、或广播传输将包无线地发送到无线接入网集群以及从无线接入网集群发送包。
网络节点31(NN 31)被示出为不是无线接入网集群的一部分的边缘节点的示例。网络节点31(NN 31)可以是例如连接到因特网或另一外部通信网络的网关。进一步描述了诸如用户设备的端点128，该端点128与无线接入网集群120中的边缘节点网络节点16(NN16)、网络节点17(NN 17)、以及网络节点18(NN 18)中的一个或多个无线通信。进一步示出了诸如服务器的端点129，该端点129例如经由外部网络与边缘节点网络节点31(NN 31)通信。由于移动性，端点128可以进入集群122并连接到一个或多个相关联的边缘节点，例如网络节点19(NN 19)和/或网络节点20(NN 20)。
图1B示出了虚拟网络标识符等于1的虚拟网络。该虚拟网络被称为虚拟网络1(VN1)，以说明可以支持多个虚拟网络。虚拟网络1节点1至5 151、152、153、154、155中的每个都与相应的一个网络节点相关联。例如，虚拟网络1节点1 151与网络节点11(NN 11)和集群120相关联，虚拟网络1节点2 152与网络节点13(NN 13)相关联，并且还可以被分配集群标识符121以表明虚拟网络1节点2 152在集群120和集群122之外，虚拟网络1节点3 153与网络节点15(NN 15)和集群12相关联，虚拟网络1节点4 154与网络节点17(NN 17) (接入节点)和集群122相关联，并且虚拟网络1节点5 155与网络节点18(NN 18)(接入节点)和集群120相关联。在物理网络节点和通信链路的网络基础设施的上方，示出了虚拟网络逻辑拓扑(包括虚拟网络节点和虚拟网络隧道)。
虚拟网络隧道161、162、163、164、165、166、167、168、169连接虚拟网络1节点1 至5151、152、153、154、155。例如，隧道1 161在虚拟网络1节点2 152处具有入口并在虚拟网络1节点1 151处具有出口，隧道2 162在虚拟网络1节点2 152处具有入口并在虚拟网络1节点3153处具有出口，隧道11 163在虚拟网络1节点1 151处具有入口并在虚拟网络1节点4 154处具有出口，以及隧道12 164在虚拟网络1节点1 151处具有入口并在虚拟网络1节点5 155处具有出口。虚拟网络隧道可以是双向的，例如隧道1 161，或单向的，例如隧道11 163。
虚拟路由器1至5 171、172、173、174、175被实体化，并且每个虚拟路由器都与虚拟网络1节点1至5 151、152、153、154、155中的一个相关联。标记为“虚拟网络路由器6和虚拟网络路由器7”的虚拟路由器6 176和虚拟路由器7 177被实体化并分别与网络节点19(NN19)和网络节点20(NN 20)相关联。例如，可以使用基于云或基于数据中心的资源来实体化虚拟路由器。在一些实施例中，可以至少部分地使用与物理网络节点共址的资源来实体化虚拟路由器。
虚拟网络可以支持至少一个服务切片。在支持多个服务切片的情况下，可以使用附加服务标识符来区分该虚拟网络处理的服务切片。在虚拟网络仅支持一个服务切片的情况下，因为虚拟网络标识符固有地标识了该虚拟网络支持的服务切片，因此可以省略服务标识符。因为服务标识符(例如，源于包特征)是用于根据服务触发包处理而不是指定如何处理包的细节，因此端点能够减少信令。因为隧道建立、服务功能建立、端点跟踪基础设施建立等是预先执行的，使得端点了解定向到特定服务的流量处理，因此这还允许较低的延迟。此外，由于服务功能可以嵌入网络中(甚至可能嵌入在边缘节点或无线接入网集群中)，因此可以减少数据转发和相关延迟以及网络资源使用。
实施例提供了用于通过网络路由数据包的方法和装置。在网络内实例化虚拟网络(VN)，使得网络节点的子集与虚拟网络节点相关联。选定的虚拟网络节点对之间的逻辑隧道被定义为虚拟网络的一部分。虚拟网络虚拟路由器(v-router)与部分或全部虚拟网络节点相关联。每个虚拟路由器都用于将包路由到在虚拟网络节点处具有入口的一条适当的逻辑隧道上，该包在虚拟网络节点处接收并且与虚拟网络支持的服务相对应。在第一虚拟网络节点处具有其入口、且在第二虚拟网络节点处具有其出口的逻辑隧道可以由通信网络的一组网络节点实现，该组网络节点以逐跳方式将标记的数据包从与第一虚拟网络节点相关联的网络节点适当地转发到与第二虚拟网络节点相关联的另一网络节点。
需要注意的是，在端点请求使用虚拟网络之前根据服务提供逻辑隧道和虚拟路由器。在一些实施例中，在分配虚拟网络以支持服务之前提供逻辑隧道和虚拟路由器。这与现有方法不同，现有方法响应于服务特定端点装置的请求而建立端点之间的通信会话路径。
一些实施例另外或替代地包括通过在给定的虚拟网络节点处具有入口、且具有未指定的隧道出口的开放逻辑隧道路由数据包。一些实施例另外或替代地包括通过在给定的虚拟网络节点处具有出口、且具有未指定的隧道入口点的开放逻辑隧道路由数据包。
参考图2，实施例提供了通过网络中预配置的虚拟网络将数据包路由到目的端点的操作。可以运行虚拟网络以支持数据包所关联的特定服务。上述路由由与虚拟网络的虚拟网络节点相关联的虚拟路由器执行。虚拟网络节点与网络中的特定物理网络节点相关联。上述操作包括，虚拟路由器接收210与虚拟网络相关联的数据包。通过在包头中包含与目的端点相对应的名称标识符(即，名称ID)，可以在数据包中明确地指定目的端点。上述操作包括虚拟路由器获得215与由名称标识符标识的目的端点对应的位置。可以通过对端点路由表217执行的查找操作来获得该位置，端点路由表217将端点名称标识符与虚拟网络上可用的当前逻辑位置相关联。可以通过与CM 212或跟踪已注册端点的位置的其他网络实体的通信来动态更新端点路由表。上述操作包括虚拟路由器获得220与所获得的位置对应的目的虚拟网络节点的指示。可以通过对虚拟网络拓扑描述表222执行的查找操作来获得目的虚拟网络节点的指示。上述操作包括虚拟路由器获得225虚拟网络路由器和目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一虚拟网络节点的指示。下一节点的指示可以是路径上的下一虚拟网络节点的标识符，或者与下一虚拟网络节点相关联的物理网络节点的标识符。在一些实施例中，通过对虚拟网络路由表232执行的查找操作来获得下一虚拟网络节点的指示。在一些实施例中，通过对隧道配置表233执行的查找操作来获得与下一虚拟网络节点相关联的物理网络节点的指示。上述操作包括虚拟路由器将下一虚拟网络节点的指示插入230数据包，以产生路由数据包。上述操作包括虚拟路由器将路由数据包提交235到(与当前虚拟网络节点相关联的)物理网络节点，用于通过网络传输至下一节点(例如，与下一虚拟网络节点相关联的物理网络节点)。这样，基于目的端点的名称或标识符、以及所获取的位置信息，虚拟路由器将数据包路由到适当的下一条隧道或下一虚拟网络节点。
在一些实施例中，物理网络节点形成在端节点处结束的一组网络节点中的第一节点，该端节点是与下一虚拟网络节点相关联的下一物理网络节点。该组网络节点还可以包括在第一节点和端节点之间的一个或多个中间网络节点。该组网络节点可以是节点链(其中的每个节点以逐跳方式转发数据包)，或者是包括一条或多条并联路径的更复杂的网络结构。该组网络节点用于提供虚拟网络节点和下一虚拟网络节点之间的逻辑隧道。因此，转发包的该组网络节点可以实现逻辑隧道。
以上描述的表存储在虚拟路由器可访问的存储位置中，例如，在本地计算机存储器中，或者在同样容纳了虚拟路由器的计算机处理设施的数据中心或云资源集的计算机存储器中。
实施例提供了用于按照图2描述的操作来路由数据包的方法。其他实施例提供了用于执行图2描述的操作的虚拟路由器，或者具有这种虚拟路由器的虚拟网络节点，或更一般地，与执行这种操作的网络节点相关联的功能。例如，网络节点可以通过本地或远程的可配置计算资源或包处理资源来配置，以如图2所描述的那样运行。
实施例提供相应的多个互连的虚拟网络节点处的互连的虚拟路由器的网络的操作，以根据虚拟网络支持的服务将数据包路由到包中指定的端点。至少一个虚拟路由器如图2所描述的那样运行。在各种实施例中，一旦一个虚拟路由器获得诸如与目的端点和/或目的虚拟网络节点对应的位置的某些信息，即可将该信息插入数据包，并且随后处理该数据包的虚拟路由器可以在必要时从该数据包中获取该信息。多个虚拟路由器中的每个以逐跳方式依次处理数据包，以将数据包转发到目的端点。
在一些实施例中，在位置注册之后，虚拟网络的虚拟路由器用于在其所保存的端点路由表中创建(与注册的端点相关联的)条目。该条目包括与端点名称标识符(名称ID)相关联的端点的当前路由信息。例如，信息可以包括诸如虚拟网络标识符和/或服务标识符的服务标识符、端点名称标识符、以及下一虚拟网络节点的标识，以用于通过虚拟网络向端点路由包。在下面提供的示例中，虚拟网络支持单个服务，因此虚拟网络标识符也可以用作服务标识符 (即，通过参考虚拟网络标识符来识别服务)。在虚拟网络支持多个服务的实施例中，则需要虚拟网络标识符和服务标识符的组合来识别特定服务(即，通过参考虚拟网络标识符和服务标识符的组合来识别服务)。
图3A、图3B、图3C、图3D、和图3E示出了与移动端点的虚拟网络路由过程有关的虚拟网络的示例操作。在该示例中，虚拟路由器1(v-router 1)将数据包转发到与虚拟网络节点2(VN Node 2)相关联的目的端点装置B。虚拟路由器1检查其端点路由表并确定下一虚拟网络节点ID＝2。虚拟路由器将虚拟网络标识符和虚拟网络节点标识符插入数据包，并将数据包提交给SDRA-Op进行处理。
图3A示出了根据实施例的虚拟路由器的操作。图3A描述了与图3E中描绘的网络节点的示例性物理布局有关的虚拟路由器和虚拟节点布局的实施例。标记为“VN 1路由器1”并且位于虚拟网络1节点1 352处(参见图3E)的虚拟路由器562被提供了任务302：将包转发到名称ID为“端点B”的目的端点。为了执行该任务，虚拟路由器检查304其可访问的端点路由表，以获得与该端点相关联的记录。如果未找到306记录，则虚拟路由器562将关于位置信息的请求308发送到连接管理实体380(参见图3E)，并获得包括关于端点B的位置信息的响应。否则，如果在端点路由表中找到307与端点B对应的记录，则可以省略位置信息请求308。例如，位置信息可以是当前可通过其接入端点B的网络域的标识(例如，“域ID＝2”)。
然后，虚拟路由器562检查310其可访问的虚拟网络拓扑描述表，并获得诸如锚虚拟网络节点的虚拟网络节点的标识，其也与获得的位置信息相关联，因此可以用于向端点B路由包。在本示例中，该锚虚拟网络节点具有标识“VN Node 2”356(参见图3E)。接着，虚拟路由器562检查其隧道配置表并获得下一虚拟网络节点的标识、用于将包转发到虚拟网络节点 2 356的隧道的标识、和/或与虚拟网络节点2 356相关联的网络节点(即NN 4 370)的网络层地址。在本示例中，因为虚拟网络1节点1 352通过虚拟网络1的单个逻辑隧道354直接连接到虚拟网络1节点2 356，所以下一虚拟网络节点也等于目的虚拟网络节点2 356。
然后，例如，通过将虚拟网络标识符和下一个虚拟网络节点(虚拟网络节点2 356)的下一标识插入314包，和/或通过将与虚拟网络节点2(NN 4 370)相关联的网络的网络层地址插入包，虚拟路由器562配置包用于传输。接着，例如，通过将配置的包提交给SDRA-Op，或者通过将包提交到虚拟路由器562关联的网络节点(即NN 1 364)，虚拟路由器提交316包，以通过合适的逻辑隧道354进行转发。
图3B示出了根据示例实施例的由虚拟路由器562保存的端点路由表320。对于虚拟路由器支持的一个或多个虚拟网络，该表保存了虚拟路由器获得的端点的位置信息。
图3C示出了根据示例实施例的由虚拟路由器562保存的虚拟网络拓扑描述表330。对于虚拟路由器支持的一个或多个虚拟网络，该表保存了描述潜在端点位置的域标识符和可用于与这些位置的端点通信的虚拟网络节点ID之间的关联。
图3D示出了根据示例实施例的由虚拟路由器562保存的逻辑隧道配置表340。对于虚拟路由器支持的一个或多个虚拟网络，该表保存了目的虚拟网络节点和用于将包路由到这些目的虚拟网络节点的下一跳信息之间的关联。下一跳信息可以指示沿着到目的虚拟网络节点的路径的下一虚拟网络节点、沿着路径的下一逻辑隧道、和/或沿着路径的下一虚拟网络节点所关联的网络节点的网络级地址。
以上就图3A至图3E描述的操作可以以多种方式变化。通常，具有要通过指定的虚拟网络转发到确定的目的地的包的虚拟路由器(从CM或从其内部的端点路由表)获得目的地的位置信息。虚拟路由器将该位置信息与指示虚拟网络的(相对静态的)拓扑和配置的其他存储信息相组合，并基于组合的信息通过虚拟网络转发包。这可以包括确定(在虚拟网络拓扑中)更靠近目的地的位置的虚拟网络的另一节点，并且通过虚拟网络的逻辑隧道将包转发到上述另一节点。
图4示出了根据另一实施例的与第一虚拟网络节点1相关联的虚拟路由器(V-router 1) 402的操作。虚拟路由器402接收410用于转发到名称为装置B(Device B)的目的端点的包。可以在包中提供目的端点的名称标识符“装置B”，但不必提供其位置。虚拟网络1节点2(VN 1 Node 2)404是装置B的当前锚节点，也是虚拟网络节点1(VN Node 1)401的下一虚拟网络节点和目的虚拟网络节点。虚拟路由器402检查415其端点路由表，并提取420位置标识符的形式的装置B的位置，即，目的虚拟网络标识符/服务标识符和目的虚拟网络节点标识符。或者，位置标识符可以包括目的虚拟网络标识符/服务标识符和与目的虚拟网络节点相关联的网络节点的网络节点标识符。在该实施方式中，网络节点用于将接收到的包括虚拟网络标识符/服务标识符的数据包转发到关联的虚拟网络节点以进行处理。获得的位置可以是作为目的端点装置B的锚节点的虚拟网络1节点2 404的标识。虚拟路由器402将虚拟网络标识符(VN 1)和下一/目的虚拟网络节点标识符(VN 1 Node 2)插入425包，并将具有插入的虚拟网络标识符和虚拟网络节点标识符的包提交430到SDRA-Op进行处理。图4还示出了虚拟网络1的端点路由表432，该表包括端点标识符、目的虚拟网络节点标识符、和下一虚拟网络节点标识符之间的关联。因此，路由表432提供了基于目的地的路由信息和逐隧道的路由信息。基于目的地的路由涉及虚拟路由器402将目的虚拟网络节点标识符或相应的网络节点标识符插入包中。逐隧道的路由涉及虚拟路由器402将下一虚拟网络节点标识符或对应的下一网络节点标识符插入包中。通过逐隧道的路由，虚拟路由器402不需要解析目的端点的实际位置。源和目的端点B之间的路径上的最后一个虚拟网络节点用于解析目的端点B的实际锚点。
如上所述，实施例包括例如基于数据包中指定的目的端点的名称或其他标识符，获得与目的端点对应的位置。目的端点标识符和位置之间的对应关系可以存储在端点路由表或等效数据结构中。在一些实施例中，例如，如果数据包指定了与目的端点对应的有效位置，则至少一些虚拟路由器可以省略获得位置这一操作。当先前处理该包的虚拟路由器已经获得上述位置并将其插入该包中并且该位置尚未失效时，可能出现这种情况。在一些实施例中，虚拟路由器可用于检查本地端点路由表以获得与名称标识符相关联的位置，如果本地端点路由表没有对应的条目，则虚拟路由器可用于将数据包转发到预先指定的另一虚拟路由器，以获得由该另一虚拟路由器接收的数据包的位置信息。
在一些方面，可以在源端点和目的端点之间的整个传输路径使用基于目的地的路由和逐隧道的路由的组合。源端点仅需要知道虚拟网络/服务标识符和目标端点名称标识符，以交换信息。
在一些实施例中，端点位置可以对应于网络的特定区域，例如但不限于域、集群、边缘节点服务区、或无线接入网集群服务区。网络的一个区域可以对应于例如在公共地理区域中或服务于公共地理区域的一个或一组网络节点。网络的位置可以指示可用于与端点通信的网络的一部分。
在一些实施例中，端点位置可以是端点的IP地址或其他网络地址。从网络意义上来说，这样的地址可以是端点的逻辑位置。
在一些实施例中，当虚拟路由器可访问的端点路由表不包括与给定的端点标识符对应的有效条目时，虚拟路由器可以执行位置解析操作，在该位置解析操作中，从跟踪端点的连接管理实体或其他等效实体中提取到端点。在一些实施例中，当虚拟路由器可访问的端点路由表不包括与给定的端点标识符对应的有效条目时，虚拟路由器可以转发包，由指定用于此任务的另一虚拟路由器进行处理。例如，另一虚拟路由器可以是位于分层结构的虚拟网络的更高级处的网络节点处的虚拟路由器。例如，集群级或域级的虚拟路由器可以分别将数据包传递到域级或全局级的虚拟路由器。
可以基于端点移动性更新端点路由表。另外或替代地，可以基于网络拓扑的变化或边缘节点覆盖区域的变化更新端点路由表。
根据端点是固定的还是移动的，获得与目的端点对应的位置可以以不同的方式执行。对于位置固定的端点，可以由网络执行位置注册程序。对于移动终点，可以由网络和终点协作来执行位置注册以及后续的位置跟踪和更新。
实施例提供了用于通过虚拟网络将包转发到指定目的节点的方法和装置。包可以与虚拟网络支持的服务相关联。图5示出了根据实施例的CM 510、虚拟路由器520、和端点530的交互。端点530可以是通过边缘节点535与物理网络通信的用户设备或服务器。物理网络包括多个互连的物理节点，并且物理节点的子集与虚拟网络节点相关联，每个虚拟网络节点都包括相应的虚拟路由器。端点530可以是移动的，因此可以随时间经由不同的边缘节点与网络通信。
在请求访问服务之前，端点530通过CM 510预注册532。预注册触发CM 510对端点530 的跟踪512。预注册和跟踪由通信网络基础设施调解。跟踪操作包括跟踪位置以及可选地还包括跟踪端点530的活动。这样，可以在通过服务或支持服务的虚拟网络和/或用户平面网络切片注册端点之前跟踪端点位置。端点位置可以例如由当前可用于与端点通信的无线接入网集群或者当前可用于经由边缘节点和/或无线接入网集群与端点通信的虚拟网络节点来表示。这种虚拟网络节点称为锚节点。跟踪操作可以包括与端点530交互以允许CM确定任一端点的位置的可达性操作。如上所述，可以包括CM从端点接收位置信息，或者可以包括其他技术，例如从如下节点接收指示：该节点连接到该端点已经连接到或断开连接的端点。可以在虚拟网络拓扑的上下文中提供位置信息，或者可以用能够映射到网络拓扑的绝对项(例如， GPS位置)来提供位置信息。
作为跟踪操作的一部分，CM 510向包括虚拟路由器520的虚拟路由器提供位置更新514，该位置更新514指示端点530的当前位置。可以响应于一个或多个触发来提供位置更新，一个或多个触发例如是：虚拟路由器接收位置解析请求526、计时器触发、调度触发、或者端点的移动事件。可以使用触发的组合。
不同的触发条件可以用于不同的虚拟网络路由器。例如，靠近网络边缘的虚拟路由器可以在端点530在接入节点或无线接入网集群之间移动时接收位置更新，然而远离边缘网络的虚拟路由器可以仅在端点530在域之间移动时接收位置更新。在一些实施例中，用于向给定虚拟路由器提供位置更新的触发可以配置为使得仅当这种位置更新会改变虚拟路由器用来将包路由到端点530的虚拟网络隧道时，该虚拟路由器才倾向于接收端点530的位置更新。例如，当这种位置更新不会改变虚拟路由器用来将包发送到端点的虚拟网络隧道(在托管虚拟路由器的虚拟网络节点处具有入口)时，可以禁止向虚拟路由器提供位置更新。
CM 510可以包括多个连接管理部件，其中的一个或多个连接管理部件可操作地耦合到给定的虚拟路由器。可以通过反映虚拟网络拓扑的方式来组织连接管理部件。例如，可以通过分层结构来组织连接管理部件。在一个实施例中，每个虚拟网络节点可以包括不同的连接管理部件或与不同的连接管理部件相关联。连接管理部件可操作地耦合在一起并共享诸如端点位置信息的信息。
如图1A中所示，当虚拟网络呈现树状拓扑时，可以使用分层结构。连接管理部件与多个网络节点中的每一个网络节点相关联，该多个网络节点包括网络节点11(NN 11)、网络节点13(NN 13)、网络节点15(NN 15)、网络节点21(NN 21)、网络节点23(NN 23)，以及网络节点25(NN 25)。这种网络节点与例如图1B所示的虚拟网络节点相关联。在分层结构的上方提供了全局连接管理部件146，在分层结构中的全局连接管理部件146的下方提供了两个域级连接管理部件144，并且在域级连接管理部件144的下方提供了四个集群级连接管理部件142。用于传播位置信息的连接管理部件之间的互连未在图1A中显示。可以在定义由CM支持的一个或多个虚拟网络之前，实体化CM。CM可以支持多个虚拟网络和/或多个服务。
CM可以在称为CM切片的专用网络切片中提供，或者在容纳各种控制和/或管理功能的网络切片中提供。特定虚拟路由器与特定连接管理实体和/或连接管理实体的特定连接管理部件之间的关联可以由SDT-Com或SDT-Op定义。可以通过分别为CM和虚拟路由器中的一个或两个提供虚拟路由器标识符和CM标识符来进行关联。
虚拟路由器520用于将数据包路由到端点530。基于经由位置更新514向虚拟路由器指示的端点530的当前位置，经由虚拟网络隧道将包路由到端点。到端点的路由路径可以包括其他虚拟网络节点和关联的虚拟路由器，还包括通信地耦合到端点530的边缘节点535或多个边缘节点的无线接入网集群。
在一些实施例中，虚拟路由器520至少包括虚拟网络路由表522和端点路由表524。“表”是指存储在计算机存储器中的数据，该数据将输入数据与输出数据以表的形式或不以表的形式相关联。在许多实施例中，虚拟网络路由表522是相对静态的，并且可以在虚拟网络实体化过程中例如通过SDT-Com创建。虚拟网络路由表指定将从虚拟路由器520可达的其他虚拟网络节点与虚拟网络隧道(在托管虚拟路由器的虚拟网络节点处具有入口)之间的关联，该关联用于将包路由到这些虚拟网络节点。端点路由表524是动态的，使得其条目根据CM 510 提供的位置更新514被创建和更新。端点路由表指定从虚拟路由器520可达的端点与当前可用于到达这些端点的锚虚拟网络节点之间的关联。在端点注册到虚拟网络之后，其可以与作为虚拟网络中的端点的锚节点的虚拟网络节点相关联。这样，当在虚拟路由器520处接收到指定端点530作为目的地的包时，虚拟路由器查询端点路由表524以确定当前与端点530相关联的锚虚拟网络节点545。然后，虚拟路由器查询虚拟网络路由表522以确定用于到达锚虚拟网络节点545的虚拟网络隧道。然后，虚拟路由器经由确定的虚拟网络隧道通过该虚拟路由器关联的虚拟网络节点546将包转发到锚虚拟网络节点545。可以理解，包在发送到其目的锚虚拟网络节点545时，可以经过多个虚拟网络节点546。在接收到包后，锚虚拟网络节点可以例如经由关联的边缘节点或无线接入网集群将包转发到端点。
在各种实施例中，与虚拟网络的虚拟网络节点相关联的虚拟路由器需要标识下一逻辑隧道(或下一虚拟网络节点)，以向其提交虚拟网络节点接收并处理的数据包。该标识使用每个虚拟路由器处的端点路由表。对于固定端点，可以在端点初始位置注册后获得该表。对于移动端点，虚拟路由器从其关联的连接管理实体获得位置信息，并基于该位置信息更新端点路由表。根据目的名称(或标识符)和获得的位置信息，虚拟路由器将数据包路由到适当的下一逻辑隧道。因此，虚拟网络在虚拟网络上逐隧道地转发数据，直到数据包到达其目的地。
在一些实施例中，每个虚拟路由器可以查询其端点路由表以确定锚虚拟网络节点。在其他实施例中，一旦一个虚拟网络节点确定了锚虚拟网络节点，该锚虚拟网络节点就可以在包中指定并由一个或多个后续虚拟网络节点有限地复用。例如，在计时器到期后，在预定跳数之后，或者在确定端点不再经由锚虚拟网络节点可达之后，可以停止复用(并且再次查询端点路由表)。
鉴于以上，实施例提供了虚拟网络节点处的虚拟路由器的操作，该操作用以根据虚拟网络支持的服务将数据包路由到端点。参考图6A，该操作包括虚拟路由器接收610与虚拟网络相关联的数据包，并指定端点作为该数据包的目的地。该操作还包括获得620端点位置指示，该端点位置由CM跟踪，并且CM将位置的指示提供给向虚拟路由器。该操作还包括至少部分地基于所获得的端点位置指示，确定630用于向端点转发数据包的虚拟网络的逻辑隧道。该操作还包括将数据包提交640到所确定的逻辑隧道用于向端点转发，即，经由逻辑隧道转发数据包。
进一步鉴于以上，实施例提供了连接管理实体的操作，该操作用以根据由CM支持的虚拟网络所支持的服务，维持数据包到端点的可路由性。参考图6B，该操作包括，在端点向连接管理实体注册660之后，跟踪670端点的位置并将位置指示提供680给虚拟网络的一个或多个虚拟路由器。虚拟路由器使用位置指示将数据包路由到端点。CM可以监控682一个或多个触发条件，例如计时器到期、端点跨边界事件和/或虚拟路由器的位置解析请求，并响应于满足监控的触发条件提供684指示。连接管理可以将报告的端点位置信息和基于虚拟网络的位置信息相互转换690。端点位置信息例如是地理位置或者端点关联的边缘节点或无线接入网集群。基于虚拟网络的位置信息例如是可用于将包路由到端点的锚虚拟网络节点。
图7A示出了根据实施例的通过连接管理实体进行的端点位置跟踪。使用图1A的分层 CM架构的基于装置名称标识符(或名称标识符)的位置跟踪来描述图7A。假设端点与无线接入网集群120通信。
更详细地，端点702将位置注册消息发送720到无线接入网集群120的集群CM 706。位置注册消息指定端点正相对其运行的虚拟网络和端点名称标识符(例如，装置标识符)。集群 CM 706在其注册表中创建722新条目，将该信息和通信链接到端点的一个或多个边缘节点的标识符一起保存。集群CM 706还确定724端点702是否已越过集群边界。这可以例如通过检查端点的上一次注册是否由集群CM完成来确定，例如，由集群CM注册表中与端点702相关的最近先前条目所证明。如果确定724端点702已经越过集群边界，则集群CM 706将位置注册消息发送726到域CM 708。该位置注册消息类似于提供给集群CM的位置注册消息，但是还包括集群标识符。域CM 708重复该过程。域CM 708在其注册表中创建728新条目，该新条目保存有与装置标识符相关联的位置注册消息信息。域CM 708还确定730端点702 是否已越过域边界。如果确定730端点702已经越过域边界，则域CM 708将位置注册消息发送732到全局CM 710。该位置注册消息类似于提供给域CM的位置注册消息，但是还包括域标识符。全局CM 710在其注册表中创建734新条目，保存位置注册消息信息。通过该操作，端点702向CM注册其当前位置。例如，周期性地或者每当端点702可能移动时重复该过程。
在一些实施例中，当如上确定越过集群或域边界时，集群CM 706或域CM 708还将位置更新发送到一个或多个虚拟路由器，特别是其路由操作会受到越界影响的那些虚拟路由器。
图7A示出的位置注册过程是执行端点显式位置注册的示例。或者，位置注册过程可以是隐式的。例如，端点可以仅向集群CM报告下行链路测量报告，或者端点可以仅发送由用于监控该上行链路序列报告的边缘节点接收的上行链路序列。边缘节点可以基于接收信号的强度确定上行链路信号强度(假设端点以已知强度发送)。可以将这种信号强度测量转发到集群CM。集群CM可以用于维护主动从网络接收数据的装置的接入节点(隧道)候选集的信息。
在一些实施例中，在图7A中的连接管理部件维护位置注册表之外或作为其替代，一个或多个连接管理部件可以维护端点路由表。然后可以将端点路由表条目而不是位置信息提供给虚拟路由器。在这种情况下，连接管理部件处的新条目的创建722、728、734可以指新路由表条目的创建。然后，虚拟路由器可以直接使用由其关联的连接管理部件维护的端点路由表，或者虚拟路由器可以提取该路由表的条目，以维护该路由表的本地副本。由CM维护的路由表条目可以包括：端点名称标识符，与端点相关联的目的(锚)虚拟网络节点，以及在一些实施例中，指定端点为目的地的包被转发到的下一虚拟网络节点。
图7B示出了上述实施例的示例，即连接管理部件维护路由表的示例。在接收到位置注册消息720后，集群CM 706在其管理的路由表中创建740新的路由表条目。在一个实施例中，集群CM 706是集群CM 142的实例，其中集群CM 142与虚拟网络1节点1 151处的虚拟网络1的虚拟路由器171相关联(如图1A和图1B所示)。在一个实施例中，新路由表条目包括虚拟网络标识符、端点名称标识符、和用于到达端点702的虚拟网络1的节点的标识。这样，在该实施例中，虚拟网络1节点1 151可以认为是端点702的锚节点。
然后，集群CM可以向域CM 708发送742位置注册请求消息，该消息包括虚拟网络标识符、端点名称标识符、和目的(锚)虚拟网络节点标识符。可以根据需要发送消息742，例如在确定端点702是新注册的或已经越过集群边界时。在一个实施例中，在接收到位置注册请求消息742时，域CM 708在由其管理的路由表中创建744新的路由表条目。域CM 708 是域CM144的实例，其与虚拟网络1节点2 152处的虚拟网络1的虚拟路由器172相关联(如图1A和图1B所示)。在一个实施例中，新路由表条目再次包括虚拟网络标识符，端点名称标识符和用于到达端点702的虚拟网络1的节点标识。
然后，域CM可以向另一集群CM 712发送746位置注册请求消息，该消息包括虚拟网络标识符、端点标识符、和目的(锚)虚拟网络节点标识符。可以根据需要发送消息746。在接收到位置注册请求消息742时，在一个实施例中，集群CM 712在其管理的路由表中创建748新的路由表条目。在一个实施例中，集群CM 712是集群CM 142的实例，其中，集群 CM 142与虚拟网络1节点3 153处的虚拟网络1的虚拟路由器173相关联(如图1A和图1B 所示)。在一个实施例中，新路由表条目也包括虚拟网络标识符、端点标识符、和用于到达端点702的虚拟网络1的节点的标识。新路由表条目还包括下一虚拟网络节点标识符，用于指示当包指定端点702作为目的地时，这种包被转发到的下一虚拟网络节点。可以将类似的位置注册消息发送到全局CM。
图7C示出了根据实施例的虚拟路由器和CM之间的交互，包括满足位置解析请求。该操作对应于请求模式，其中，例如在确定需要位置信息时，虚拟路由器与其相关联的CM联系以获得该位置信息。虚拟路由器704(在本示例中属于集群120)向集群120的集群CM 706发送762指定端点的位置解析请求。集群CM 706检查764其位置注册表。如果找到端点的条目，则向虚拟路由器704返回位置解析响应。否则，如图所示，集群CM 706将位置解析请求发送766到分层结构中的下一更高级的连接管理部件，即，域CM 708(在图7C的示例中，假设只有全局CM注册表具有用于端点的条目)。
域CM 708检查768其位置注册表。如果找到端点的条目，则将位置解析响应返回到集群CM 706并且后续返回到虚拟路由器704。否则，如图所示，域CM 708将位置解析请求发送770到分层结构中的下一更高级的连接管理部件，即，全局CM 710。全局CM 710检查772其位置注册表，并定位该端点装置名称标识符的相应位置条目。然后向域CM 708返回位置解析响应774，域CM 708又将位置解析响应776返回到集群CM 706，集群CM 706将包括位置标识符和名称标识符的位置解析响应778返回到向虚拟路由器704。
在各种实施例中，当集群CM 706或域CM 708接收位置解析响应774、776时，该集群CM 706或域CM 708可以将包括的位置信息存储在其位置注册表中。这种操作倾向响应于较高的位置请求频率而将位置信息缓存到CM分层中的较低层。
图7D示出了根据实施例的虚拟路由器和CM之间的交互，包括推模式(而不是图7C的请求模式)下的位置更新。CM为虚拟路由器提供更新的位置信息，而无需来自虚拟路由器的请求。例如，更新可以通过端点移动到新域来触发。CM 705(例如可以是集群CM，域CM 或全局CM)例如从端点或监控端点的功能接收780端点位置更新。然后，CM 705将包括端点名称标识符和位置信息的端点位置更新发送782到与CM 705相关联的虚拟路由器704。虚拟路由器704在其端点路由表中创建或更新784相应的条目以记录该端点的当前位置。虚拟路由器还可以向CM 705发送786位置确认，指示位置更新成功。在一些方面，虚拟路由器可以将端点位置更新转发到其他虚拟路由器，例如，位于网络分层中较低层的虚拟路由器。
注意，可以采用推模式和请求模式更新的各种组合，例如用于权衡信令开销和位置精度。
如上所述，实施例包括获得与获得的端点位置对应的目的虚拟网络节点的指示。目的虚拟网络节点和端点位置之间的对应关系可以存储在虚拟网络拓扑描述表或等效数据结构中。
虚拟网络拓扑描述表包括目的虚拟网络节点和端点位置之间的多个对应关系。在一些情况下，给定的目的虚拟网络节点的表条目可以对应于一系列端点位置，例如一系列IP地址。离目的虚拟网络节点较远的虚拟网络节点可以仅仅将流量定向到负责该系列IP地址的目的虚拟网络节点。这样，当明确了目的端点的一般位置，并且提供了负责执行最终位置解析的虚拟网络节点的标识时，可以在网络上减少位置更新的数量。可以在实例化虚拟网络时定义虚拟网络拓扑描述表，并且可以在虚拟网络拓扑发生改变时更新虚拟网络拓扑描述表。
目的虚拟网络节点对应于可用于将包转发到端点位置并且接近端点位置的虚拟网络节点。目的虚拟网络节点可以是端点的锚虚拟网络节点，或者是服务与端点通信的无线接入网集群的虚拟网络节点，或者是跟与端点通信的边缘节点位置相同(即，共址，co-located)的虚拟网络节点。
锚虚拟网络节点可以用作目的虚拟网络节点。端点的锚虚拟网络节点是在网络拓扑上接近端点并且能够向端点传送包的虚拟网络节点。
如上所述，实施例包括获得虚拟路由器和目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一节点的指示。该路径由虚拟网络的一个或多个逻辑隧道来定义，例如通过一个或多个中间虚拟网络节点串联连接。下一节点对应于路径上最接近当前虚拟网络节点(即，与虚拟路由器相关联的虚拟网络节点)的中间虚拟网络节点(或者，如果路径对应于单跳，目的虚拟网络节点)。下一节点通过逻辑隧道直接地通信耦合到当前虚拟网络节点。因为虚拟网络节点可以与多个输出逻辑隧道相关联，所以可能有多个可能的下一节点，并且路由包括选择适当的下一节点。
在各种实施例中，选择下一节点可以替换成选择将当前虚拟网络节点链接到下一节点的逻辑隧道这一等效操作。
实施例采用基于目的地的虚拟网络路由，其中，每个虚拟路由器都包括虚拟网络路由表和/或隧道配置表，或将一组目的虚拟网络节点与相应的一组下一节点相关联的其他功能上等效的数据结构。因此，虚拟路由器被预先配置为存储目的虚拟网络节点和下一节点之间的关联，并且，被预先配置为在接收到指定了目的虚拟网络节点(虚拟路由器存储有关于该目的虚拟网络节点的关联)的数据包时，将数据包转发到关联的下一节点。可以在例如虚拟网络实例化时提供这些关联，并且可以响应于虚拟网络拓扑的改变而更新这些关联。
在一些实施例中，可能有到目的虚拟网络节点的多条虚拟网络路径，并且虚拟路由器可以用于通过选择多个下一节点中的一个来选择这些路径中的一条，其中，每个下一节点与多条虚拟路径之一相关联。路径选择可以基于例如网络负载平衡的考虑。
实施例包括准备和转发数据包。准备数据包包括操作虚拟路由器将获得的下一虚拟网络节点的指示(例如，下一虚拟网络节点标识符)插入数据包中，以产生路由数据包。转发数据包包括操作虚拟路由器将路由数据包提交到与虚拟网络节点和虚拟路由器相关联的物理网络节点。物理网络节点将数据包经网络发送到与下一虚拟网络节点相关联的下一物理网络节点。
在各种实施例中，SDRA-Op提供虚拟网络节点(和/或虚拟路由器)与关联的物理网络节点之间的接口。SDRA-Op用于从虚拟路由器接收路由包，并且基于诸如虚拟网络标识符和下一节点的指示(或隧道标识符)的信息来处理包头。处理包头可以基于物理资源映射格式和分配的用于处理包和/或支持虚拟网络节点的资源来进行。SDRA-Op随后将包提交到与虚拟网络节点相关联的物理网络节点。然后，沿着到与下一虚拟网络节点相关联的物理网络节点的路径，该物理网络节点将包转发到另一物理网络节点，依此类推。上述物理网络节点对应于正在使用的逻辑隧道的出口。
在一些实施例中，当虚拟网络的逻辑隧道可以映射到多条物理路径时，SDRA-Op用于确定用于控制这些物理路径上的数据流的比例的速率分割参数。例如，这可以使用源路由来实现。然后，针对接收到的每个包，SDRA-Op可以根据速率分割参数确定用多条物理路径中的哪一条路径来发送包。
根据物理资源映射格式，SDRA-Op对包头的处理可以以多种方式执行，对于IP类路由，包头处理可以包括将虚拟网络节点标识符改为与虚拟网络节点所关联的网络节点的IP地址、以及插入QoS字段。对于源路由，包头处理可以包括将虚拟网络节点标识符改为源路由头、以及插入QoS字段。对于基于标签的路由或专用资源路由格式，包头处理可以包括去除虚拟网络节点标识符但保留虚拟网络标识符。
在一些实施例中，虚拟路由器与用于传输数据包到移动装置的无线接入网集群相关联。在这种情况下，虚拟路由器用于确定数据包可以被转发到的接入节点(隧道)。对于多个目的接入节点(隧道)和多路径的实施方式，SDRA-Op可以用于确定这些逻辑虚拟网络隧道上的速率分割参数。上述确定可以至少部分基于多个虚拟网络间物理资源的复用或共享来进行。
图8A至8B示出了SDRA-Op在虚拟网络节点上与关联的虚拟路由器协同执行的通用包处理操作。参考图8A，在一个实施例中，SDRA-Op从运行于与虚拟网络节点相关联的虚拟路由器上的进程接收802具有给定的虚拟网络标识符和下一虚拟网络节点标识符(或等效隧道标识符)的包。SDRA-Op接着检查804其可访问的虚拟网络隧道描述表，以获得与下一虚拟网络节点标识符相关联的物理网络节点的标识。SDRA-Op接着使用806物理资源映射格式和相应的物理资源映射(在某些实施例中可能是一个表)，以获得从SDRA-Op的当前网络节点(例如，网络节点1，NN 1)到目的网络节点(例如，网络节点4，NN 4)的物理映射。如果存在多个潜在的物理路径，比如图8B所示的路径1 834和路径2 836，则SDRA-Op确定808用于每个数据包的路径标识符。接着，SDRA-Op处理810包头，以将其配置为遍历所确认的路径，并且将包提交812到关联的网络节点。需要说明的是，在一些实施例中，SDRA-Op 和虚拟路由器的功能可以是分布式的，使得虚拟路由器的部分或全部功能可以由SDRA-OP 执行，反之亦然。
图8B示出了通过逻辑隧道822相连的第一虚拟网络节点820和第二虚拟网络节点825 之间的网络的一部分。第一虚拟网络节点820与第一网络节点NN 1、SDT-Op 830的实例、以及SDRA-OP 832相关联。第一虚拟网络节点处的虚拟路由器可以包括SDT-Op 830和SDRA-OP 832中的一个或其组合。路径ID＝1对应于支持逻辑隧道822的第一网络路径834，路径ID＝2对应于支持逻辑隧道822的第二网络路径836。
图8C和8D分别示出了无线接入网集群和接入节点处的SDRA-Op的包处理操作。图8E 示出了该拓扑结构。参考图8C，SDRA-Op 872从运行在虚拟路由器(或SDT-Op)上的进程接收842具有给定的虚拟网络标识符和下一虚拟网络节点标识符(或等效隧道标识符)的包，或者，具有与无线接入网集群的接入节点对应的给定的一组接入节点标识符(或等效的开放式隧道标识符)的包。接着，SDRA-Op可以确定844与下一虚拟网络节点标识符相关联的网络节点的标识。在一些实施例中，上述确定可以使用虚拟网络隧道描述表来执行。接着，SDRA-Op可以根据网络节点的标识确定846物理资源映射。在一些实施例中，这可以通过检查物理资源映射格式和相应的物理资源映射表来实现。如果有多条可能的物理路径，则SDRA-Op确定848用以传输每个数据包的目的接入节点。接着，SDRA-Op处理850包头，以将其配置为遍历所确认的路径，并将包提交852到关联的网络节点。
现参考图8D，接入节点处的SDRA-Op 876接收860将要传送到给定的虚拟网络中的端点装置A的包。SDRA-Op接着检查862虚拟网络映射格式和用于与端点装置A进行通信的接入链路资源的预分配(如果使用的话)。如果不使用预分配的接入链路资源，则SDRA-Op 分配864用于与端点装置A通信的接入链接资源，并使用分配的接入链路资源发送包。如果使用预分配的接入链路资源但不使用共享的接入链路资源，则SDRA-Op从用于与端点装置A通信的预分配的资源中分配866接入链路资源，并使用分配的接入链路资源将包发送到端点装置A。否则，如果使用预分配的接入链路资源和共享的接入链路资源(例如，分配了广播信道)，则SDRA-Op使用预分配的接入链路资源发送868包到装置A。
图8E说明了一种网络架构，该网络架构示出了SDT-Op 870和SDRA-Op 872在无线接入网集群874处的位置，以及SDRA-Op在接入节点878处的位置。
图9示出了根据实施例的SDT-Op 910和SDRA-Op 920之间的交互。在该实施例中，假设SDT-Op 910和SDRA-Op 920向多个虚拟网络提供服务。在大多数情况下，SDT-Op 910从网络功能925(例如应用功能)接收包，处理接收到的包以确定下一隧道，并且将包直接发送到SDRA-Op 920。在一些其他情况下，SDT-Op 910将处理后的包发送到另一网络功能925(NF 925)(例如，包聚合器)，该另一网络功能将包直接或经过SDRA-Op 920发送到SDRA-Op920。SDRA-Op 920将包传入物理网络节点930以及将包从物理网络节点930传出。SDRA-Op920的操作可以由SONAC-Com在虚拟网络配置阶段配置。SDT-Op 910和SDRA-Op 920也可以基于每虚拟网络来实现，以向不同虚拟网络提供差异化的交互。
在一些实施例中，在无线接入网集群处，定义并实现具有多个隧道或多个开放式隧道的虚拟网络，以允许移动装置的免切换或者支持具有高可靠性要求的客户服务
在一些实施例中，在无线接入网集群，为了将数据包传送到移动端点，无线接入网集群中的虚拟路由器用于从CM获得位置信息，该位置信息指示用于到达移动端点的一个或多个候选边缘节点。然后，虚拟路由器确定目的边缘节点(或与其连接的隧道)，并将具有一个或多个目的节点标识符(以及虚拟网络标识符)的包发送到SDRA-Op，以便传送到相关联的目的边缘节点。该操作可以促进多径传输或多播传输，在多径传输中，不同的数据包被路由到不同的边缘节点进行传输，在多播传输中，单个数据包被路由到不同的边缘节点从而进行并发传输。
在一些实施例中，可以响应于虚拟路由器处理的包更新虚拟网络路由表。特别地，当虚拟路由器处理沿第一方向(即，从一个特定的端点)传送的包时，虚拟路由器可以确定起始虚拟网络节点和该包经过的前一个虚拟网络节点，例如，通过从包中获得这些信息。然后，虚拟路由器可以检查其虚拟网络路由表，并基于这些信息根据需要更新该虚拟网络路由表和/ 或隧道配置表。同样地，虚拟路由器可以从包中获得与生成该包的源端点和起始虚拟网络节点有关的信息，并基于此信息更新虚拟网络拓扑描述表和/或端点路由表。路由表可以被更新，因此沿着返回路径的包可以被路由回起始端点和/或虚拟网络节点，而无需额外的位置解析请求。
图10示出了根据实施例的响应于由包括服务器1002的端点发送的第一包1010的虚拟路由器操作。虚拟网络路由器1004接收包1010，并在其上游路由表中创建1015新条目，该新条目将服务器名称标识符与服务器1002的网络地址相关联。接着，该包被转发1020到另一虚拟路由器1006，虚拟路由器1006接收到该包后，在其上游路由表中创建1025新条目，该新条目将服务器名称标识符与目的虚拟网络节点1004和下一虚拟网络节点(也是1004)(或等效隧道标识符)相关联。该包接着被转发1022到另一虚拟网络路由器1008，虚拟网络路由器1008在接收到该包后，在其上游路由表中创建1035新条目，该新条目将服务器名称标识符与目的虚拟网络节点1004和下一虚拟网络节点1006(或等效隧道标识符)相关联。
图11示出了根据实施例的响应于由包括用户设备1102的端点发送的第一包1110的虚拟路由器操作。虚拟网络路由器1104接收包1110并在其下游路由表中创建1115新条目，该新条目将用户设备名称标识符和用户设备1102的无线标识符相关联。接着，该包被转发到另一虚拟网络路由器1106，虚拟网络路由器1106在接收到该包后，在其下游路由表中创建1120 新条目，该新条目将用户设备名称标识符和目的虚拟网络节点1104以及下一虚拟网络节点 (也是1104)(或等效隧道标识符)相关联。该包接着被转发到另一虚拟网络路由器1108，虚拟网络路由器1108在接收到该包后，在其下游路由表中创建1125新条目，该新条目将用户设备名称标识符与目的虚拟网络节点1104和下一虚拟网络节点1106(或等效隧道标识符) 相关联。
图12示出了根据实施例的与虚拟网络节点相关联的设备1200及其接口，该设备还可以被视为SONAC功能。该设备包括虚拟路由器1220，该虚拟路由器1220可以被视为SONAC-Op 部件或由SONAC-Op部件管理。虚拟路由器1220可以由SONAC-Com 1225配置，为了清楚起见，SONAC-Com 1225被示为单独的部件。虚拟路由器1220还可以与连接管理实体1230 通信，以便接收获得端点的当前位置信息用于更新虚拟路由器的路由表。虚拟路由器和/或SONAC-Op还可以与一个或多个应用功能(application function,AF)1215连接，其中应用功能可以用于例如通过执行网络内处理促进服务交付。虚拟路由器1220还与诸如路由器或交换机的物理网络节点1250相关联。
虚拟路由器1220可以是虚拟网络特定的。或者，虚拟路由器可以由多个虚拟网络和/或服务共享，在这种情况下，可以提供具有多个虚拟网络的网络功能接口1240。
图13示出了根据实施例的连接管理设备1300。该设备包括一个或多个处理元件，例如计算机处理器1310、诸如电子计算机存储器的存储器1320、以及用于与通信网络中的其他网络节点双向通信的网络接口1330。在该设备和其他设备中，处理器和存储器配置可以用诸如集成电路或逻辑门系统的其他电子硬件补充或替换。处理器和存储器(或其他硬件部件)用于执行连接管理功能1340，其中，连接管理功能1340注册和跟踪端点位置并向虚拟路由器提供位置更新。连接管理功能1340与虚拟路由器通信以向其提供位置更新，并且可以从虚拟路由器和/或其他连接管理器接收位置解析请求。连接管理设备1300经由网络接口1330直接或间接地与端点交互，以便例如通过从与跟踪和注册的端点通信的边缘节点获得位置报告，执行端点注册并执行端点的位置跟踪。在一些实施例中，连接管理设备1300还可以包括用于促进连接注册的注册功能和用于管理请求装置的认证和许可的准入控制功能。
图14示出了使用虚拟化方法提供的网络中的设备1400。例如，图12和图13中所示的设备可以是虚拟化的。特别地，设备1400可以用作虚拟路由器。该设备包括物理节点1410，其可以是通信网络的核心网节点或边缘节点。物理节点至少包括通信接口1415。该设备还包括云或数据中心计算资源1420，其包括一个或多个处理元件，例如被分配给物理节点1410 使用的计算机处理器1430和存储器资源1435。云/数据中心资源1420通常至少部分地远离物理节点1410，并且经由通信接口1415和位于云或数据中心的通信接口1425之间的通信链接到物理节点1410。在其他方面，云/数据中心资源1420可以由与物理节点1410共址的一个或多个服务器支持，或者通信地链接到物理节点1410。云/数据中心资源1420可用于实施设备的一个或多个功能1440。
容易理解的是，在前面的讨论中，上述网络功能和操作可以对应于用于支持通信网络(例如5G无线通信网络)操作的方法。该方法可以涉及计算机实施的功能，即，由网络基础设施的一个或多个计算、通信、和/或存储器部件实现的功能。这些部件可以采用各种形式，例如用于通过虚拟化技术提供所需功能的特定服务器或通用计算、通信、和/或存储装置。该方法可以涉及一个或多个网络部件的操作，以便改进网络的操作。这样，在将通信网络视为设备的情况下，实施例可以涉及改进通信网络的内部操作。
此外，将容易理解的是，实施例涉及通信网络系统或其相关设备，用于执行上述网络功能和操作。同样，该系统或设备可以包括网络基础设施的一个或多个计算、通信、和/或存储器部件，上述一个或多个计算、通信、和/或存储器部件可以采用各种形式，例如用于通过虚拟化技术提供所需功能的特定服务器或通用计算、通信、和/或存储器装置。这里公开的各种方法可以在一个或多个真实的或虚拟的计算装置上实现，例如通信网络控制平面内的装置、在数据平面中运行的装置、或二者的组合。用于实施方法操作的计算装置可以包括可操作地耦合到存储器的处理器，该存储器提供用于由处理器执行的指令，以执行如本文所述的方法。
各种实施例利用真实的和/或虚拟的计算机资源。这样的计算机资源在硬件层使用一组一个或多个处理器，这些处理器可操作地耦合到相应的一组存储器部件，该组存储器部件包括用于由处理器执行的存储的程序指令。计算资源可用于在一个或多个虚拟化层提供虚拟计算资源。例如，一个或多个给定的通用计算机硬件平台可用于提供一个或多个虚拟计算机。诸如处理器资源、存储器等的计算机硬件也可以被虚拟化，以提供构建其他虚拟计算机的资源。可分配用于提供各种计算资源的一组计算资源可以认为是提供分布式计算系统，其中，该各种计算资源又用于实现系统的各种计算部件，该分布式计算系统内部架构可以各种方式配置。
通过前述实施例的描述，本发明可以仅通过使用硬件或通过使用软件和必要的通用硬件平台来实施。基于这样的理解，技术方案可以以软件产品的形式体现。软件产品可以存储在非易失性存储介质或非暂时性存储介质中，该存储介质可以是光盘只读储存器(compact disk read-only memory,CD-ROM)、USB闪存盘、或可移动硬盘。软件产品包括多个指令，该指令使计算机装置(个人计算机、服务器、或网络装置)能够执行实施例中提供的方法。例如，这样的执行可以对应于如本文所述的逻辑操作的模拟。软件产品可以附加地或替代地包括多个指令，这些指令使计算机装置能够根据实施例来执行用于配置或编程数字逻辑设备的操作。
本说明书中提及的所有出版物、专利、和专利申请表示本发明所属领域的技术人员的技术水平，并且结合于此作为参考，如同每个独立的的出版物、专利、或专利申请被明确地和单独地被指出结合于此作为参考。
尽管已经参考本发明的具体特征和实施例描述了本发明，但显然可以在不脱离本发明的情况下对本发明进行各种修改和组合。因此，说明书和附图应仅仅被视为由所附权利要求限定的说明，并且被认为涵盖落入该范围的任一和所有修改、变更、组合、或等同物。

Claims (16)

1.一种用于通过网络上预配置的虚拟网络向目的端点路由数据包的方法，虚拟路由器与所述虚拟网络的虚拟网络节点相关联，所述虚拟网络节点与所述网络的特定物理网络节点相关联，所述方法包括：
所述虚拟路由器：
接收与所述虚拟网络相关联的数据包，并指定所述目的端点的名称标识符；
获得与所述名称标识符对应的位置，其中，所述获得所述位置对应于检查端点路由表以获得与所述名称标识符对应的所述位置；
获得与获得的所述位置对应的目的虚拟网络节点的指示；
获得所述虚拟路由器和所述目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一虚拟网络节点的指示，其中，所述下一虚拟网络节点的所述指示包括所述下一虚拟网络节点的虚拟网络节点标识符；
将所述下一虚拟网络节点的所述指示插入所述数据包，以产生路由数据包；以及
将所述路由数据包提交到与所述下一虚拟网络节点相关联的物理网络节点，用于通过所述网络传输至所述下一虚拟网络节点，
其中，所述获得所述位置对应于将包括所述名称标识符的位置解析请求发送至运行于所述虚拟网络上的连接管理实体，以及接收包括所述位置的位置解析响应，
其中，在检查所述端点路由表以获得与所述名称标识符对应的所述位置并且确定所述名称标识符或所述位置中的至少一个在所述端点路由表中不可用之后，发送所述位置解析请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下一虚拟网络节点的所述指示包括隧道标识符。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述插入所述下一虚拟网络节点的所述指示包括将所述下一虚拟网络节点的所述虚拟网络节点标识符插入所述数据包。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述插入所述下一虚拟网络节点的所述指示包括将与所述下一虚拟网络节点对应的下一网络节点的网络节点标识符插入所述数据包。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述路由数据包提交到关联的所述物理网络节点之前，所述方法还包括将所述虚拟网络支持的服务的服务标识符插入所述数据包。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述服务标识符包括与所述虚拟网络对应的虚拟网络标识符。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述服务标识符包括与所述虚拟网络对应的虚拟网络标识符和与所述虚拟网络支持的所述服务对应的服务标识符。
8.根据权利要求1、6和7中任一项所述的方法，其中，所述路由数据包被提交到由所述虚拟网络节点托管的软件定义资源分配操作实体，用于处理并提交到关联的所述物理网络节点。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括：
接收寻址到目的端点的数据包并指定发送端点的发送位置；以及
用与发送端点名称标识符相关联的所述发送端点的发送位置来更新所述端点路由表。
10.一种用于通过网络上预配置的虚拟网络向目的端点路由数据包的设备，所述设备包括与所述虚拟网络的虚拟网络节点相关联的虚拟路由器，所述虚拟网络节点与所述网络的特定物理网络节点相关联，所述虚拟路由器包括网络接口、计算机处理器、和存储器，所述网络接口、所述计算机处理器、和所述存储器被协同配置为：
接收与所述虚拟网络相关联的数据包，并指定所述目的端点的名称标识符；
获得与所述目的端点对应的位置，其中，获得所述位置包括检查端点路由表以获得与所述目的端点对应的所述位置；
获得与获得的所述位置对应的目的虚拟网络节点的指示；
获得所述虚拟路由器与所述目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一虚拟网络节点的指示，其中，所述下一虚拟网络节点的所述指示包括所述下一虚拟网络节点的虚拟网络节点标识符；
将所述下一虚拟网络节点的所述指示插入所述数据包，以产生路由数据包；以及
将所述路由数据包提交到与所述下一虚拟网络节点相关联的物理网络节点，用于通过所述网络传输至所述下一虚拟网络节点，
其中，所述获得所述位置对应于将包括所述名称标识符的位置解析请求发送至运行于所述虚拟网络上的连接管理实体，以及接收包括所述位置的位置解析响应，
其中，在检查所述端点路由表以获得与所述名称标识符对应的所述位置并且确定所述名称标识符或所述位置中的至少一个在所述端点路由表中不可用之后，发送所述位置解析请求。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述下一虚拟网络节点的所述指示包括隧道标识符。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，插入所述下一虚拟网络节点的所述指示包括将所述下一虚拟网络节点的虚拟网络节点标识符插入所述数据包。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，插入所述下一虚拟网络节点的所述指示包括将与所述下一虚拟网络节点对应的下一网络节点的网络节点标识符插入所述数据包。
14.根据权利要求10所述的设备，还用于，在将所述路由数据包提交到关联的所述物理网络节点之前，将所述虚拟网络支持的服务的服务标识符插入所述数据包。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的设备，其中，所述路由数据包被提交到由所述虚拟网络节点托管的软件定义资源分配操作实体，用于处理并提交至关联的所述物理网络节点。
16.一种用于通过网络上预配置的虚拟网络向目的端点路由数据包的设备，所述设备包括多个虚拟路由器，所述多个虚拟路由器中的每个都与所述虚拟网络的一个不同的虚拟网络节点相关联，每个虚拟网络节点都与所述网络的一个不同的物理网络节点相关联，所述多个虚拟路由器中的每个都包括网络接口、计算机处理器、和存储器，所述网络接口、所述计算机处理器、和所述存储器被协同配置为：
接收与所述虚拟网络相关联的数据包，并指定所述目的端点的名称标识符；
获得与所述目的端点对应的位置，其中，所述获得所述位置对应于检查端点路由表以获得与所述名称标识符对应的所述位置；
获得与获得的所述位置对应的目的虚拟网络节点的指示；
获得所述多个虚拟路由器中的每个与所述目的虚拟网络节点之间的预配置路径上的下一虚拟网络节点的指示，其中，所述下一虚拟网络节点的所述指示包括所述下一虚拟网络节点的虚拟网络节点标识符；
将所述下一虚拟网络节点的所述指示插入所述数据包，以产生路由数据包；以及
将所述路由数据包提交到与所述多个虚拟路由器中的每个与所述下一虚拟网络节点相关联的所述物理网络节点，用于通过所述网络传输至所述下一虚拟网络节点，
其中，所述获得所述位置对应于将包括所述名称标识符的位置解析请求发送至运行于所述虚拟网络上的连接管理实体，以及接收包括所述位置的位置解析响应，
其中，在检查所述端点路由表以获得与所述名称标识符对应的所述位置并且确定所述名称标识符或所述位置中的至少一个在所述端点路由表中不可用之后，发送所述位置解析请求。
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