CN109906592B - 监控切片性能的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

实施例提供了一种管理使用网络切片的网络中的资源的系统及方法。实施例包括在网络域的资源被分配给一个以上的切片的情况下监控使用网络切片的网络中的性能的系统及方法。实施例包括在切片的资源由不同网络运营商/服务提供商控制的情况下监控性能的系统及方法。域管理器可以使用指示性能测量数据属于哪个虚拟网络服务的标识符来使该性能测量数据对于每个网络分配实例都是可用的。

Description

监控切片性能的系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月7日提交的申请号为62/418,463、发明名称为“监控切片性能的系统及方法”的美国临时专利申请，以及于2017年11月3日提交的申请号为15/803,040、发明名称为“监控切片性能的系统及方法”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
本发明涉及通信网络领域。更具体地，本申请涉及分配给网络切片内服务的资源的管理。
背景技术
通过诸如网络功能虚拟化(network function virtualization，NFV)、软件定义网络(software defined networking，SDN)、以及软件定义拓扑(software definedtopology，SDT)等技术实现的通信网络可以灵活组织以服务各种客户要求。在构建高级网络，例如支持无线网络(包括下一代无线网络或第五代网络)的未来发展的网络的过程中，网络切片能够创建可用于独立管理网络上的不同业务流的隔离的虚拟网络。然而，在潜在的大型网络规模上应对可变且相互矛盾的要求是一个复杂的命题，这需要有效的架构和管理。
网络管理实体的分层布置是本领域中所知的。负责切片管理的网络管理实体通常以单个域内的资源专用于单个切片的方式设计。通常没有考虑在域的资源被分配给多个切片的情况下应该如何管理单个域内的资源，更不用说考虑分配给具有不同网络运营商/服务提供商的多个切片的情况。
因此，需要一种至少部分地解决现有技术的一个或多个限制的系统及方法。
提供这个背景信息是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。不允许或不应解释为任何前述信息构成对抗本发明的现有技术。
发明内容
实施例提供管理使用网络切片的网络中的资源的系统及方法。实施例包括在网络域的资源被分配给一个以上的切片的情况下监控使用网络切片的网络中的性能的系统及方法。实施例包括在切片的资源由不同网络运营商/服务提供商控制的情况下监控性能的系统及方法。
在多个虚拟网络(virtual network，VN)服务之间共享切片实例的情况下，域管理器(domain manager，DM)可以采集性能数据，该性能数据可以针对使用网络分配实例的每个虚拟网络服务分离并且可以被提供给网络管理器。可以基于每个虚拟网络服务的性能或基于切片实例提供这个信息。域管理器可以使用指示性能测量数据属于哪个虚拟网络服务的标识符来使该性能测量数据对于每个网络分配实例都是可用的。
在一些实施例中，性能监控可以包括监控不同级别的资源使用(计算、存储、传输、数据存储等)。在一些实施例，可以在跨服务或跨切片的流上采集和聚合所监控的数据。
本公开的一方面提供了一种由网络内的域管理器执行的性能监控方法，该网络包括多个域并且使用网络切片提供网络服务。该方法包括从上述域管理器负责的域内的多个网络组件接收与流有关的性能数据，其中每个流与服务关联。该方法还包括向与上述多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，该性能数据是为该域而聚合的。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送服务区分聚合，使得性能对于整个域是基于服务聚合的。在一些实施例中，该域支持多个切片，每个切片由切片操作管理器管理，在这种情况下，向网络管理器发送基于聚合的性能数据包括向每个切片操作管理器发送基于聚合的性能数据。在一些这样的实施例中，向网络管理器发送基于聚合的性能数据包括向每个切片操作管理器发送基于服务的服务区分聚合，但是该服务区分聚合是基于切片分离的。在一些这样的实施例中，服务区分聚合对于多个服务质量(quality of service，QoS)级别的每个服务质量等级报告基于每服务的性能。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送基于以下之一聚合的性能：基于每服务；基于每服务质量等级；基于每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；基于每服务-每切片；以及对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务-每切片。
在一些实施例中，上述域管理器使用来自另一域的资源，并且发送基于聚合的性能数据包括发送基于每域聚合的性能。在一些实施例中，上述方法还包括从上述网络管理器接收用于配置资源的配置命令。在一些实施例中，该配置命令指示配置配置管理器以分配资源。在一些实施例中，与该域管理器关联的配置管理器将指令发送到网元管理器，用于配置与每个网元管理器关联的配置管理器以分配资源。在一些实施例中，该域管理器支持多个切片，并且上述方法还包括将资源从一个切片共享到另一切片。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括报告从资源共享获得的复用增益。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送聚合的服务资源使用，该聚合的服务资源使用由于复用增益而不同于单个流的资源使用的简单相加。在一些实施例中，发送性能数据包括将用于切片的服务区分聚合发送到负责该切片的操作的切片操作管理器。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送基于每服务-每切片为每个切片聚合的性能。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送针对以下至少之一基于每服务-每切片聚合的性能：每服务类；以及每切片类型。在一些实施例中，网络组件包括以下至少之一：子网、数据存储器、网元、物理网络功能、以及虚拟网络功能。在一些实施例中，从多个网络组件接收性能数据包括从管理该网络组件的多个网元管理器接收性能数据。在一些实施例中，从多个网络组件接收性能数据包括接收基于以下之一的性能数据：基于每流；基于每服务；基于服务质量；以及基于切片。
本公开的另一方面提供了一种由网络内的切片操作管理器执行的性能监控方法，该网络包括多个域并且每个域由域管理器管理。该方法包括从多个域管理器接收性能数据；以及向与上述多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，该性能数据是为由该切片操作管理器管理的切片聚合的。在一些实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送服务区分聚合，使得性能对于整个域是基于服务聚合的。
本公开的另一方面提供了一种域管理器，该域管理器包括至少一个网络接口、处理器、以及机器可读存储器。该机器可读存储器存储有机器可读指令，该机器可读指令由该处理器执行时使上述域管理器：从域管理器负责的域内的多个网络组件接收基于每流的性能数据；并且向与上述多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，该性能数据是为该域聚合的。在一些实施例中，该指令使上述域管理器发送服务区分聚合，使得性能对于整个域是基于服务聚合的。在一些实施例中，该域支持多个切片，每个切片由切片操作管理器管理，并且其中该指令使上述域管理器向每个切片操作管理器发送基于服务的服务区分聚合，但是该服务区分聚合是基于切片分离的。在一些实施例中，上述服务区分聚合对于多个服务质量等级的每个服务质量等级报告基于每服务的性能。在一些实施例中，上述指令使上述域管理器发送基于聚合的性能数据，上述基于聚合的性能数据基于以下之一聚合：基于每服务；基于每服务质量等级；基于每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；基于每服务-每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务-每切片。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：
图1示出了用于管理切片网络环境中的资源的架构；
图2示出了用于在域内的资源被分配给由不同网络运营商操作的切片的环境中管理资源的架构；以及
图3示出了用于在域内的资源被分配给多个不同的切片的环境中管理资源的架构。
图4是根据实施例的可用于实施各种网络功能的处理系统1001的框图。
图5是示出根据实施例的方法的呼叫流程。
图6是示出根据另一实施例的另一种方法的呼叫流程。
应当注意，在所有附图中，相同的特征由相同的参考标号标识。
具体实施方式
通信网络内的资源管理允许以有效的方式使用资源。资源的有效使用允许容纳额外的流量要求，并且在底层资源仅由服务提供商租用的情况下，可以允许使用最少的所需资源提供服务以降低成本。
为了确保适当的资源分配，可以采用网络管理(network management，NM)实体。在一些实施例中，网络管理实体可以包括切片操作管理(slice operations management，S-Opt M)实体。在一些实施例中，切片操作管理实体的功能可以包含在与网络管理实体不同的实体中，而在其他实施例中，切片操作管理实体的功能可以包含在网络管理实体中。通过具备不同的切片操作管理实体，可以由不同的实体管理不同的切片。在一些实施例中，网络管理实体可以结合切片操作管理实体执行以下功能中的一个或多个：
●监管网络切片实例；
●监控网络切片实例的性能；
●升级网络切片实例；以及
●提升网络切片实例。
本领域技术人员将理解，升级网络切片实例是指对网络切片内的虚拟网络功能(virtual network function，VNF)执行软件升级，而提升切片是指将虚拟网络功能添加到切片以供服务使用，或者在切片中用新的虚拟网络功能替换现有的虚拟网络功能。应当理解，在存在多个服务运行于单个切片内的情况下，升级和提升都必须谨慎执行。如果要升级虚拟网络功能，则网络管理实体和切片操作管理实体应该确定功能操作是否随着升级而变化。功能操作的变化可能会破坏现有的服务。如果版本之间完全向后兼容，则可以执行升级。如果升级将会破坏某些服务，但不会破坏其他服务，则可以使用两个虚拟网络功能托管不同版本，并且可以调整不同服务的服务功能链(service function chain，SFC)以使用正确的版本。当提升切片实例时，可以添加新功能，并且可以调整使用该新功能的服务的服务功能链。如果上述提升包括用另一功能替换现有的功能，则应该采用与升级过程类似的过程，以便可以确定新功能是否对于所有服务均可以替换旧功能。如果无法完全地为所有服务替换旧功能，则可以将新功能添加为新的虚拟网络功能，并且能够使用新功能的服务可以调整该服务的服务功能链。
将讨论主要针对在多个服务实例共享网络切片实例的情况下监控网络切片实例的性能的示例。域管理器(domain manager，DM)用于管理域内的资源并向网络管理实体和切片操作管理实体中的至少一个报告。
在切片实例使用域管理器时，存在域管理器如何执行监控以及域管理器如何向网络管理实体提供反馈性能的若干情况。
情况1：切片专用于单个服务请求/实例，并且域管理器由多个切片使用：
情况1a：在这种情况下，域管理器具有监控切片特定性能的能力，并且如果网络管理实体请求提供切片特定数据(性能管理(performance management，PM)、故障管理(faultmanagement，FM)等)，则域管理器可以将切片特定数据和相应切片实例标识符(identifier，ID)共同发送到网络管理实体。
情况1b：域管理器不具有监控切片特定性能的能力，或者网络管理实体未请求单独的切片特定数据，则网络管理实体可以提供所有切片的整体性能。
情况2：切片用于多个服务请求/实例，并且域管理器由多个切片使用：
情况2a：在这种情况下，域管理器具有监控切片特定性能和服务特定性能的能力。响应于网络管理实体对切片/服务特定数据(性能管理(PM)、故障管理(FM)等)的请求，域管理器可以将切片/服务特定数据和相应的切片实例标识符共同发送到网络管理实体。
情况2b：域管理器仅在切片特定级别(不是服务级别)具有监控能力，或者网络管理实体未请求单独的服务特定数据。在这种情况下，域管理器可以向网络管理实体提供每个切片实例的整体性能。
情况2c：域管理器不具有监控切片/服务特定性能的能力，或者网络管理实体未请求单独的切片/服务特定数据，域管理器可以向网络管理实体提供所有切片的整体性能。
现在将讨论可用于监控上述使用情况下的一个或多个网络切片实例性能的示例网络架构。
图1示出了用于管理切片内资源的架构100。如图1所示，客户102向网络管理器(network manager，NM)104提供了一组服务要求。该网络管理器104可以包括切片操作管理器(slice operations manager，SOM)106，或者网络管理器104和切片操作管理器106可以是不同的实体。总的来说，网络管理器104和切片操作管理器106负责确保创建了切片110以满足客户102提出的要求。应当理解，切片110可以是来自不同域的资源的聚合。这些域中的每个域可以具有域管理器108(108a-c)，该域管理器108负责管理切片110的部分(110a-c)内的资源。
域管理器108a-c中的每个域管理器与其域内分配给切片110的资源通信。这可以是与网元管理器(element manager，EM)通信，或者可以是直接与包括物理网络功能(physical network function，PNF)和/或虚拟网络功能(virtual network function，VNF)的网络功能(network function，NF)通信。还应当理解，在一些实施例中，可以将域管理器执行的功能下推至网元管理器或虚拟网络功能。
因为域管理器108下的资源可能多于分配给切片110的资源，所以域管理器可以从分配给切片110的资源中采集数据(包括性能管理数据和故障管理数据)，以确保满足要求。此外，可以采集与资源使用有关的信息。这允许域管理器确定当前可用的资源。如果存在由域管理器服务的多个切片，则了解跨多个切片的资源使用允许域管理器支持一定程度的统计复用，以允许将未使用的资源从一个切片临时重新分配给另一个切片。
域管理器可以采集数据，并将聚合的数据提供给切片操作管理器或网络管理器。
图2示出了实施例，其中域管理器，在这个情况下为域管理器3 108c(DM3 108c)，管理分配给不同切片(分别为切片110和切片210)的资源110c和资源210c。切片110与网络管理器104和切片操作管理器1 106关联，而切片210与网络管理器204和切片操作管理器2206关联。因此，域管理器3 108c负责报告不同切片中的资源。可能有与切片有关的操作信息不应被发送到除与该切片关联的切片操作管理器外的切片操作管理器。为了实现这点，在一个实施例中，上述与资源有关的信息可以由域管理器基于每服务来提供，而不是基于每切片来提供。将认识到，每个切片可用于为一个以上的服务承载流量。两个服务可以具有相似(或相同)的特性，例如服务质量(quality of service，QoS)要求，但存在差异，例如数据在哪传输或者流量对谁计费。能够提供基于每服务的性能度量的域管理器允许切片操作管理器更好地识别切片中的流量信息。
对于向两个不同的切片操作管理器(切片操作管理器1 106和切片操作管理器2206)报告的域管理器3 108c，可以以每切片-每服务的方式报告信息。如果域管理器具有每个切片的在该域管理器的资源上承载的服务的列表，则域管理器可以根据承载这些服务的切片过滤服务，这样，仅将存在于切片110中的服务报告给切片操作管理器1 106，并且仅将存在于切片210中的服务报告给切片操作管理器2 206。
应当理解，虽然切片110和切片210示为不同，但这只是逻辑表示。部分110c和部分210c内的功能可以位于相同的计算资源，并且部分110c和部分210c之间的连接可以使用相同的物理通信链路。在未对每个切片内的所有数据添加额外的跟踪信息的情况下，可能无法通过切片分离性能度量。通过提供网元管理器级别或虚拟网络功能级别的每服务跟踪，则域管理器可以使服务标识符与服务所属的切片关联。因为每服务-每切片跟踪允许较细的粒度和较容易的性能统计隔离，所以这允许精确的跟踪性能度量的机制。
图3示出了类似于图2中的架构200的架构300。然而，切片操作管理器1 106和切片操作管理器2 206都属于同一网络，并且切片110和切片210是由同一服务提供商操作的不同切片。每个切片由不同的切片操作管理器管理，并且每个域管理器可以提供基于每服务-每切片的报告来确保适当的报告方向。
对于本领域技术人员显而易见的是，图3示出了架构300，其中网络管理器304包括两个不同的切片操作管理器：切片操作管理器1 106和切片操作管理器2 206。如前所述，切片操作管理器1 106与域管理器1 108a(DM1 108a)、域管理器2 108b(DM2 108b)、以及域管理器3 108c通信。切片操作管理器2 206与域管理器3 108c和域管理器4 208d通信。因此，切片操作管理器1 106和切片操作管理器2 206都与域管理器3 108c通信。这允许切片操作管理器1 106控制切片110中属于第三域的单元110c，并且允许切片操作管理器2 206控制切片210中也属于第三域的单元210c。如前所述，域管理器1 108a与第一域110a的单元通信，域管理器2 108b与第二域110b的单元通信，而域管理器4 208d与第三域210d的单元通信。网络资源的第一切片110在三个域之间划分(110a、110b、和110c)。网络资源的第二切片在第三域和第四域之间划分(210c和210d)。第三域包括第一网络切片110中的资源110c和第二网络切片210中的资源210c。
因此，每个切片中可以存在一个以上的服务。在这种情况下，可以通过服务标识符标识服务。
在一些实施例中，域管理器可以基于每服务来监控流量和资源利用。在一些实施例中，域管理器可以跨服务聚合性能。在一些实施例中，网络管理器跨多个域进行聚合。
例如，可能存在具有相同服务质量要求的多个流。例如，可能存在具有服务质量要求QoS1、QoS2、和QoS3的流。在一些实施例中，域管理器可以报告多个切片上(至少针对由该域管理器管理的域的部分)的每个服务质量流(QoS1、QoS2、和QoS3)的服务质量性能。在一些实施例中，域管理器可以跨多个服务进行报告。例如，域管理器可以针对每个服务以及其域内的每个切片报告QoS1流。在一些实施例中，域管理器可以基于每切片和每服务中的至少之一针对每个服务质量等级进行聚合。
因此，运营商可以使用本文描述的方法和系统来监控网络切片的性能，以确保提供给每个网络客户的每个虚拟网络(virtual network，VN)服务的服务级别协议(servicelevel agreement，SLA)合规性(compliance)。在这样的示例中，使用由网络管理器实例化并配置的网络切片实例服务每个虚拟网络服务。在一些情况下，网络片实例服务多个虚拟网络服务。
网络管理器可以获得每个相应服务的性能数据。在一些实施例中，运营商可以为每个网络分配实例中的网络功能创建性能管理作业。网络分配实例可以专用于网络切片实例，或者可以由多个网络切片实例共享。在这种情况下，性能管理作业可以包括所选择的计数器、粒度周期、以及报告周期。在一些实施例中，例如根据请求，域管理器可以持续地使来自网络分配实例的性能测量数据对网络管理器可用。在一些实施例中，域管理器可以在每个报告周期结束时使来自网络分配实例的性能测量数据对网络管理器可用。
在共享网络分配实例的情况下，性能数据是按正使用该共享网络分配实例的网络切片实例分离的。域管理器使用指示性能测量数据属于哪个网络切片实例的标识符来使该性能测量数据对每网络分配实例可用。
在多个虚拟网络服务之间共享切片实例的情况下，上述性能数据可以针对每个使用该网络分配实例的虚拟网络服务进行分离，并且可以被提供给网络管理器。可以基于每个虚拟网络服务的性能或基于该切片实例来提供该信息。域管理器可以使用指示性能测量数据属于哪个虚拟网络服务的标识符来使该性能测量数据对每网络分配实例可用。如前所述，除了提供分离的数据以外，域管理器还可以按需进行聚合。
在一些实施例中，域管理器可以针对每个服务实例(如果被标识)和网络切片分别分离性能数据。
当指定网络切片实例的“网络组件”请求聚合的性能时，域管理器可以监控所有使用该网络组件的服务的聚合的性能数据，并将该数据与切片标识发送到网络管理器。“网络组件”可以包括子网、数据存储器、物理网络功能、以及虚拟网络功能。在一些实施例中，域管理器可以(例如，基于每流)对其他数据进行同样的操作。注意，在一些实施例中，域管理器可以在聚合数据时报告在共享资源时获得的复用增益。在一些实施例中，域管理器可以监控和报告该网络的所有切片的聚合的性能数据。
在一些实施例中，性能监控可以包括监控不同级别的资源使用(计算、存储、传输、数据存储等)，上述级别包括以下一个或多个：
○分别按服务中每个服务质量流、特定服务中的单个流，在服务的所有流上进行聚合、在切片中所有服务上进行聚合。
○还可以在跨服务或跨切片的流上采集和聚合上述性能数据：
●跨切片但按服务质量类/服务类进行聚合。
●在网络管理器中在所有切片上按服务质量类进行聚合。
●跨切片但按服务类/类型进行聚合。
●在网络管理器中在所有切片实例上按服务类等进行聚合。
●在网络管理器中在特定类型的所有切片实例上进行聚合等。
在一些实施例中，性能监控还可以包括监控故障管理或包括在某些条件下创建的警报的监控数据。示例包括：
●针对资源使用超过特定阈值而设置的警报。
●网元故障。
●电源故障和电池状况。
●温度传感器等。
实施例可以支持在专用网络分配或共享网络分配中为网络功能创建和管理测量作业。在一些实施例中，这与第三代合作伙伴计划(3rd generation partnershipproject，3GPP)管理系统一致。此外，一些实施例可以支持接收和处理来自网络切片实例的性能测量数据。此外，一些实施例可以支持按网络分配实例或按网络切片实例对性能测量数据进行分组。
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，由网络基础设施的计算组件、通信组件、以及存储器组件中的一个或多个实施的功能。这些组件可以采用各种形式，例如特定服务器，或用于通过虚拟化技术提供所需功能的通用的计算设备、通信设备、或内存设备。该方法可以涉及一个或多个网络组件的操作，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，本发明的实施例可以涉及改进通信网络的内部操作。
此外，容易理解的是，本发明的实施例涉及用于执行上述网络功能和操作的通信网络系统或其相关的设备。此外，上述系统或设备可以包括网络基础设施的一个或多个计算组件、通信组件、和内存组件，这些组件可以采用各种形式，例如特定服务器，或用于通过虚拟化技术提供所需功能的通用的计算设备、通信设备、和内存设备。本文公开的各种方法可以在一个或多个真实计算设备或虚拟计算设备上实施，例如通信网络控制面内的设备、在数据面中操作的设备、或其组合。用于实施方法操作的计算设备可以包括可操作地耦合到内存的处理器，该内存提供由该处理器执行的指令以执行本文所述的方法。
本发明的各种实施例使用真实计算机资源和虚拟计算机资源中的至少一个。这样的计算机资源在硬件级别利用一组可操作地耦合到相应的一组存储器组件的一个或多个微处理器，该组存储器组件包括存储的用于由上述微处理器执行的程序指令。计算资源可用于在一个或多个虚拟化级别上提供虚拟计算资源。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、内存等计算机硬件也可以被虚拟化，以便提供用于构建其他虚拟计算机的资源。可以将可分配用于提供各种计算资源(这些计算资源又用于实现系统的各种计算组件)的一组计算资源视为提供分布式计算系统，可以通过各种方式配置该计算系统的内部架构。
图4是根据实施例的可用于实施包括域管理器、网络管理器、以及切片操作管理器的各种网络功能的处理系统1001的框图。如图4所示，处理系统1001包括处理器1010、工作内存1020、非暂时性存储器1030、网络接口、输入输出(input/output，I/O)接口1040、以及收发器1060(根据节点类型)，所有这些都经由双向总线1070通信地耦合。
根据某些实施例，可以使用所有所描绘的单元，或者仅使用单元的子集。此外，处理系统1001可以包含某些单元的多个实例，例如，多个处理器、存储器、或收发器。而且，处理系统1001的单元可以在没有双向总线的情况下直接耦合到其他组件。
存储器可以包括任何类型的非暂时性存储器，例如，静态随机存取存储器(staticrandom access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、或其任意组合等。大容量存储单元可包括任何类型的非暂时性存储设备，例如，固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器、通用串行总线(universal serial bus,USB)驱动器、或者用于存储数据和机器可执行程序代码的任何计算机程序产品。根据某些实施例，内存或大容量存储器在其上记录可由处理器执行的语句和指令，以执行上述功能和步骤。
该处理系统1001可用于实施执行本文描述的各种网络功能的节点或主机。
通过前述实施例的描述，可以仅使用硬件或使用软件和必要的通用硬件平台来实施本公开。基于这样的理解，本公开的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(该存储介质可以包括如上所述的设备内存)，或存储在可移动存储器中，例如光盘只读存储器(compact disk read-only memory,CD-ROM)、闪存、或可移动硬盘。该软件产品包括多条指令，这些指令使计算机设备(计算机、服务器、或网络设备)能够执行本公开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条指令，这些指令使计算机设备能够执行根据本公开实施例的用于配置或编程数字逻辑装置的操作。
本公开的方面提供了一种通信网络中的性能监控方法。这种方法包括监控域上的资源使用，以及向网络管理器报告该域上的每服务的资源使用。在一些实施例中，上述监控由域管理器执行。在一些实施例中，域管理器监控基于每流的资源使用。在一些实施例中，域管理器跨服务聚合所监控的资源使用。在一些实施例中，域管理器可以报告多个切片上的多个服务质量流类型中的每个流类型的服务质量性能。在一些实施例中，上述域支持多个切片，并且报告步骤包括报告基于每切片-每服务的资源使用。
子网是网络功能和相关资源的集合。可以将子网布置为通信网络以通过该子网的端点促进通信。域是网段或基础设施段。网段的性质和范围取决于网络的性质和用于互连端站的设备的性质。子网也可以是网络域。通常将大型网络划分为域或子网以便于网络管理，每个子网都有自己的管理域。因此，网络运营商可以将网络细分为子网以使网络更易于管理。但是，在一些情况下，每个域都可以由不同的合法实体操作。在本说明书中，术语“域”和“子网”可互换使用。因此，域管理器有时被称为子网管理器。
本公开的方面提供了一种性能监控方法。该方法由网络层级中的第一网络管理功能执行。从多个网络功能和网络管理功能中的至少一个接收性能数据，其中，在该网络层次中每个网络功能或网络管理功能位于第一网络管理功能之下。该第一网络管理功能将聚合的性能数据发送到第一网络功能之上的实体。聚合的性能数据可以是基于一些基础聚合的，这取决于多个因素，这些因素包括第一网络管理功能在网络层次中的位置。
本公开的方面提供了一种性能监控方法。图5示出了根据实施例的这种方法的呼叫流程。将参考图1中所示的分层网络架构来讨论图5，其中多个域提供并且管理可以分配给切片的网络组件。因此，切片可以跨越多个域，每个域提供有域管理器。每个切片由切片操作管理器操作。应当理解，在本文中切片操作管理器和切片操作管理实体可互换使用。
在图5中，网络客户146向网络管理器104发送请求502。在一些实施例中，该请求可以是对虚拟网络服务的请求。在一些情况下，请求502可以请求多个虚拟网络服务。在一些实施例中，对每个虚拟网络服务的请求可以指定服务质量类，或者为虚拟网络服务设置多个服务质量等级。注意，服务质量类和服务质量等级在本文中可互换使用。在一些实施例中，该请求可以指定服务类。服务可以按服务类(也称为服务类型)进行分类，该服务类标识了具有某些共同特征(例如，服务质量等级、或一系列服务质量等级、或诸如消费者物联网(consumer Internet of things，cIOT)、增强型移动宽带(enhanced mobile broadband，eMBB)、或高可靠低时延通信(ultra reliable low latency communication，URLLC)的相同应用场景)的服务。在一些实施例中，可以通过为虚拟网络服务建立网络切片来提供虚拟网络服务。在一些情况下，可以使用能够支持一个以上的服务的现有网络切片来提供所请求的虚拟网络服务。网络管理器104接收请求并配置切片管理器106以操作切片。该配置可以包括实例化切片操作管理器106(如果尚未实例化切片操作管理器106)，以及配置510切片操作管理器106。在一些实施例中，配置步骤510可以包括配置切片操作管理器106内的配置管理器(configuration manager，CM)。如先前所讨论的，在一些实施例中，切片操作管理器106可以是与网络管理器104不同的单独的实体，而在其他实施例中，切片操作管理器106可以包含在网络管理器104内。
然后，切片操作管理器106(或者在一些情况下，切片操作管理器106内配置的配置管理器)将配置消息515a、515b、和515c发送到每个域管理器108a、108b、和108c，切片操作管理器106管理的切片跨这些域管理器的域。配置消息515a、515b、和515c包括用于配置520每个域管理器108a、108b、和108c将合适的资源分配给切片的指令。在一些实施例中，配置步骤520可以包括配置每个域管理器108a、108b、和108c内的配置管理器。
然后，每个域管理器108a、108b、和108c(或者在一些情况下，每个域管理器108a、108b、和108c内配置的配置管理器)将配置消息525a……525n发送到该域管理器负责的域内的每个网元管理器136a……136n。应当理解，每个域可以包括多个(n1个、n2个、和n3个)网元管理器，但是为了避免使图混乱，仅示出了域管理器1 108a监控下的n个网元管理器136a……136n。应当理解，因为在一些实施例中，网元管理器可以管理多于一个网络组件，所以网元管理器136a……136n与图1的域110a内的网络组件之间不一定存在一一对应关系。如前所述，术语“网络组件”可以包括子网、数据存储器、物理网络功能、以及虚拟网络功能。网络组件也可以是网元，其可包括物理网络功能或者包括实例化虚拟网络功能的硬件。因此，在一些实施例中，网元管理器管理实例化网络功能的网元。
配置消息525a……525n包括发往每个网元管理器136a……136n的指令，这些指令用于配置530相应的网元管理器136a……136n将资源分配给请求的域管理器。在一些实施例中，配置步骤530可以包括配置每个网元管理器内的配置管理器。应当理解，每个域管理器108a、108b、和108c分别可以发送n1个、n2个、和n3个消息。
每个配置管理器负责分配资源并且将这些资源配置为用于特定的切片或服务。每个网元管理器内的配置管理器负责基于网络组件分配资源，并且负责相应地配置每个网络组件。在一些实施例中，由管理网络组件的配置管理器将每个网络组件分配给多个服务。配置管理器还配置网络组件要基于什么进行报告(例如，基于流、或基于切片、或基于服务进行报告)，以及要报告的信息(例如，每个流的服务标识符或切片标识符)。配置管理器还可以配置在提供通信服务时某个网络功能或网元应遵循的策略。配置管理器还可以将每个网络组件配置为提供并且报告指定服务质量级别的合规性。域管理器内的配置管理器负责基于域分配资源，并且负责相应地配置每个网元管理器内的配置管理器。切片操作管理器内的配置管理器负责基于切片分配资源，并且负责根据切片要求配置每个域管理器内的配置管理器。
应当理解，在一些实施例中，域管理功能和网元管理功能可以组合用于某些网络，例如无线接入网(radio access network，RAN)。例如，在无线接入网中，域管理功能和网元管理功能可以组合在管理域的无线接入网资源的单个功能中。
每个网元管理器向其负责的域管理器发送性能报告。将参考资源使用来讨论示例，但应当理解，性能报告还可以提供与故障管理、流量负载、服务质量等有关的信息。因此，性能数据/报告可以包括故障管理数据、服务性能数据、服务流量负载数据、服务质量数据、诸如服务质量的关键性能指标(key performance indicator，KPI)数据、数据速率统计数据、以及与网络资源使用(计算、存储、传输、数据存储等)有关的数据。每个网元管理器136a……136n将网元管理器性能报告535a……535n发送到域管理器1 108a。每个网元管理器可以发送基于每流、每服务、服务质量、以及切片中的至少之一的性能报告(假设多个切片使用上述网元管理器)。此外，域管理器配置网元管理器监控基于上述一个或多个的性能，作为上述配置过程的一部分。在一些实施例中，当该性能数据包括与故障有关的信息时，该性能数据也可以包括警告。故障或警报可以与特定网元或网络功能相关，并且网元管理器可以在提供性能报告时标识网元或网络功能。
应当理解，每个服务可以有跨任何给定网络组件的多个流。此外，可以由单个切片支持多个服务。例如，可以存在具有QoS1要求的服务X和具有QoS2要求的服务Y，各服务共享一个切片。在向切片操作管理器106发送域管理器性能报告545a、545b、和545c之前，每个域管理器108a、108b、和108c接收性能报告并聚合540所接收的性能报告。聚合步骤540是可配置的并且聚合了(基于每网元管理器从每个网元管理器接收的)网元管理器性能报告以基于每域进行报告。换句话说，每个域管理器聚合来自每个网元管理器的性能报告并基于域进行报告。虽然每个域管理器都基于域进行报告，但这样做的基础依据是可配置的。因此，每个域管理器可以为其整个域发送基于以下之一聚合的性能报告：基于每服务；基于每服务质量等级；基于每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；基于每服务-每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务-每切片。
仅作为一个示例，在图2中，域管理器3 108c被示为包括分配给的两个切片110、210的网络组件。因此，域管理器3 108c接收来自管理部分110c和部分210c内的网络组件的所有网元管理器的报告。例如，作为步骤540的部分，域管理器3 108c可以确定切片中每个服务的服务区分聚合，并且可以发送整个域的这样的报告。如果存在一个以上的切片，则域管理器3 108c可以向切片管理器106、206中的每个发送基于每切片的这样的报告(例如，整个域的服务区分聚合报告)。每个切片操作管理器接收与由该切片操作管理器管理的切片促进的服务相关的信息。例如，域管理器3 108c可以针对整个域基于服务进行聚合，但基于切片分离这样的聚合以使每个切片操作管理器仅接收与由该切片管理器管理的切片有关的域范围的报告。这只是一个示例，域管理器3 108c可以发送基于上述每个的报告。
在一些实施例中，域管理器可以使用来自另一域的资源。例如，在一些情况下，域(例如，域A)可能没有足够的资源来满足请求，或者可能暂时缺少资源来满足需求。在一些实施例中，域A可以使用另一域(例如，域B)的资源。在这种情况下，除了基于每流、每会话、每服务、或每切片外，域管理器还可以基于域报告性能(例如，为域聚合)；例如，域B的域管理器可以报告为提供给域A的所有服务聚合的性能数据。这可以允许域B为使用域B来提供的所有服务所使用的资源向域A计费。
切片操作管理器106接收域管理器性能报告545a、545b、和545c，并且聚合550(切片操作管理器106管理的)整个切片的数据。然后，网络管理器104可以向切片的客户146发送基于每服务-每切片聚合的网络管理器性能报告560。在一些实施例中，网络管理器104然后可以发送客户146请求的每个切片的基于每服务-每切片聚合的网络管理器性能报告560。如果客户146仅请求了单个切片，则网络管理器104可以发送整个(单个)切片的基于每服务聚合的网络管理器性能报告560。在一些实施例中，网络管理器104可以发送针对以下至少之一基于每服务-每切片聚合的网络管理器性能报告560：每服务类；以及每切片类型。
聚合步骤550在图5中示为跨越切片操作管理器106和网络管理器104，因为可以将这两个单元集成，或者客户146可能仅请求了单个切片。
图6类似于图5，但是示出了适用于网络管理器支持一个以上的切片的情况的示例。然而，虽然仅示出了单个切片操作管理器106，但是应当理解可以存在其他的切片操作管理器。此外，图6示出了网络管理组件104b，可选地，其可以是网络管理块104a(其集成了切片操作管理功能和网络管理功能)内的网络管理功能，或者网络管理器104b可以是与切片操作管理器106不同的单独的功能。在一些实施例中，每个切片可以具有切片操作管理器，并且每个切片操作管理器向网络管理器104b报告。在其他实施例中，切片可以共享切片操作管理功能，在这种情况下，切片操作管理功能将切片区分开并且可以单独地针对每个切片进行报告。
在图6中，切片操作管理器106对其从域管理器接收的与该切片有关的所有报告执行聚合步骤551，并且可以向网络管理器104提供整个切片的服务区分聚合报告555。如果客户请求了多个切片，则网络管理器104将聚合553从每个切片操作管理器接收的报告(仅示出了切片操作管理器106，但是每个切片可以具有切片操作管理功能，除非切片操作管理器用于操作多个切片)，以针对客户146请求的所有服务和所有切片向客户146报告560。应当理解，网络管理器104可以根据客户146的请求基于各种基础进行报告。
因此，网络管理器104可以向客户发送基于以下之一聚合的性能：基于每服务；基于每服务质量等级；基于每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；基于每域；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；基于每服务-每切片；对于多个服务质量等级的每个服务质量等级；基于每服务-每切片。
如上所述，在共享资源时可能产生复用增益。切片或服务之间可以共享资源。此外，特定域的资源可以与其他域共享。由于复用增益，聚合的服务资源使用可能与单个服务的资源使用的简单相加有所不同。例如，域可以将网络组件分配给两个不同的切片。换句话说，该网络组件共享于两个切片，或在一些实施例中，该网络组件共享于两个子网切片。这样的共享可能产生复用增益。
在本发明的一方面，提供了一种可以由切片操作管理器执行的性能监控方法。该切片管理器可以与多个域管理器关联，每个域管理器与网络域关联。该方法可以包括：从多个域管理器接收性能数据；以及向与上述多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，该性能数据是为由该切片操作管理器管理的切片而聚合的性能数据。
在实施例中，发送基于聚合的性能数据包括发送服务区分聚合，以便基于服务为整个域聚合性能。
在本发明的另一方面，提供了一种切片操作管理器，该切片操作管理器包括存储器、网络接口、以及执行上述方法的处理器。
在本发明的多个方面的一个方面中，提供了一种性能监控方法。该方法可以由网络管理器执行，并且可以包括从网络客户接收虚拟网络服务请求；配置切片操作管理器操作切片以提供虚拟网络服务；从该切片管理器接收与该切片的性能有关的性能数据；以及向该网络客户发送与该虚拟网络服务的性能有关的性能数据。在一些实施例中，正在被监控的网络切片的建立可以由不同的实体执行，因此该建立可以不由网络管理器来执行。在另一实施例中，网络客户可以请求多个虚拟网络服务；网络管理器可以接收性能数据，包括接收与多个切片有关的性能数据；并且网络管理器可以发送按虚拟网络服务分离的性能数据。
在本发明的多个方面的另一方面中，可以提供一种网络管理器，该网络管理器包括网络接口、存储器、以及用于执行上述方法的处理器。
在本发明的多个方面的另一方面中，可以提供一种可以在网元管理器处执行的性能管理方法。网元管理器可以从与其关联的一个网络组件(或多个网络组件)接收性能数据。然后，网元管理器可以向域管理器发送聚合的性能数据。所发送的性能数据可以是基于每流、每服务、服务质量、以及每切片中的至少之一聚合的。
在本发明的多个方面的另一方面中，可以提供一种网元管理器，该网元管理器包括网络接口、存储器、以及用于执行上述方法的处理器。
尽管已经参考具体特征及其实施例描述了本公开，但是显而易见的是，在不脱离本公开的情况下，可以对本公开进行各种修改和组合。因此，说明书和附图仅被视为由所附权利要求限定的本公开的说明，并且预期涵盖落入本公开的范围内的任何和所有修改、变化、组合、或等同物。

Claims (30)

1.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，所述方法包括：
在所述域管理器处，从所述域内的多个网络组件接收与服务关联的基于流的性能数据；
从所述域管理器向网络管理器发送聚合的性能数据，所述聚合的性能数据包括在与所述服务关联的流上聚合的性能数据；
其中，所述域支持多个切片，每个切片由切片操作管理器管理，并且其中，发送聚合的性能数据包括向每个切片操作管理器发送基于服务的服务区分聚合，但是所述服务区分聚合是基于切片分离的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收基于流的性能数据包括接收与多个服务关联的基于流的性能数据，并且其中，发送聚合的性能数据包括发送服务区分聚合，使得性能对于整个域是基于每服务聚合的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，发送基于聚合的性能数据包括发送基于以下之一聚合的性能：
基于每服务；
基于每服务质量等级；
基于每切片；
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；
基于每服务-每切片；以及
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务-每切片。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，发送基于聚合的性能数据包括发送基于以下之一聚合的性能：
基于每服务；
基于每服务质量等级；
基于每切片；
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；
基于每服务-每切片；以及
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务-每切片。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述域管理器使用来自另一域的资源，并且发送基于聚合的性能数据包括发送基于每域聚合的性能。
6.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，其中，所述方法包括权利要求1至5任意一项所述方法的全部特征，并且，所述方法还包括从所述网络管理器接收用于配置资源的配置命令。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述配置命令指示配置配置管理器以分配资源。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的方法，其中，与所述域管理器关联的所述配置管理器将指令发送到网元管理器，用于配置与每个网元管理器关联的配置管理器以分配资源。
9.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，其中，所述方法包括权利要求1至8任意一项所述方法的全部特征，并且，所述域管理器支持多个切片，并且所述方法还包括将资源从一个切片共享到另一切片。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，发送聚合的性能数据包括报告从资源共享获得的复用增益。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其中，发送聚合的性能数据包括发送聚合的服务资源使用，所述聚合的服务资源使用由于复用增益而不同于单个流的资源使用的简单相加。
12.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，其中，所述方法包括权利要求1至11任意一项所述方法的全部特征，并且，发送包括将用于切片的服务区分聚合发送到负责所述切片的操作的切片操作管理器。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，发送聚合的性能数据包括发送针对以下至少之一基于每服务-每切片聚合的性能：
每服务类；以及
每切片类型。
14.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，其中，所述方法包括权利要求1至13任意一项所述方法的全部特征，并且，所述网络组件包括以下至少之一：子网、数据存储器、网元、物理网络功能、以及虚拟网络功能。
15.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，其中，所述方法包括权利要求1至14任意一项所述方法的全部特征，并且，从多个网络组件接收性能数据包括从管理所述多个网络组件的多个网元管理器接收性能数据。
16.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，其中，所述方法包括权利要求1至15任意一项所述方法的全部特征，并且，从多个网络组件接收性能数据包括接收基于以下至少之一的性能数据：
基于每流；
基于每服务；
基于服务质量；以及
基于切片。
17.一种域管理器，包括：
至少一个网络接口；
处理器；以及
机器可读存储器，用于存储机器可读指令，所述机器可读指令由所述处理器执行时使所述域管理器：
从所述域管理器负责的域内的多个网络组件接收基于每流的性能数据；以及
向与多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，所述性能数据是为所述域而聚合的；
其中，所述域支持多个切片，每个切片由切片操作管理器管理，并且其中，所述指令使所述域管理器向每个切片操作管理器发送基于服务的服务区分聚合，但是所述服务区分聚合是基于切片分离的。
18.根据权利要求17所述的域管理器，其中，所述指令使所述域管理器发送服务区分聚合，使得性能对于整个域是基于服务聚合的。
19.根据权利要求17所述的域管理器，其中，所述服务区分聚合对于多个服务质量等级的每个服务质量等级报告基于每服务的性能。
20.根据权利要求18所述的域管理器，其中，所述服务区分聚合对于多个服务质量等级的每个服务质量等级报告基于每服务的性能。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的域管理器，其中，所述指令使所述域管理器发送基于聚合的性能数据，所述基于聚合的性能数据基于以下之一聚合：
基于每服务；
基于每服务质量等级；
基于每切片；
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务；
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每切片；
基于每服务-每切片；以及
对于多个服务质量等级的每个服务质量等级，基于每服务-每切片。
22.一种域管理器，包括：
至少一个网络接口；
处理器；以及
机器可读存储器，用于存储机器可读指令，所述机器可读指令由所述处理器执行时使所述域管理器：
从所述域管理器负责的域内的多个网络组件接收基于每流的性能数据；以及
向与多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，所述性能数据是为所述域而聚合的；
其中，所述域管理器使用来自另一域的资源，并且发送基于聚合的性能数据包括发送基于每域聚合的性能。
23.一种域管理器，包括：
至少一个网络接口；
处理器；以及
机器可读存储器，用于存储机器可读指令，所述机器可读指令由所述处理器执行时使所述域管理器：
从所述域管理器负责的域内的多个网络组件接收基于每流的性能数据；以及
向与多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，所述性能数据是为所述域而聚合的；
其中，
所述域管理器还从所述网络管理器接收用于配置资源的配置命令。
24.一种域管理器，包括：
至少一个网络接口；
处理器；以及
机器可读存储器，用于存储机器可读指令，所述机器可读指令由所述处理器执行时使所述域管理器：
从所述域管理器负责的域内的多个网络组件接收基于每流的性能数据；以及
向与多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，所述性能数据是为所述域而聚合的；
其中，所述域管理器支持多个切片，并且所述域管理器还将资源从一个切片共享到另一切片。
25.一种域管理器，包括：
至少一个网络接口；
处理器；以及
机器可读存储器，用于存储机器可读指令，所述机器可读指令由所述处理器执行时使所述域管理器：
从所述域管理器负责的域内的多个网络组件接收基于每流的性能数据；以及
向与多个域关联的网络管理器发送基于聚合的性能数据，所述性能数据是为所述域而聚合的；
其中，发送包括将用于切片的服务区分聚合发送到负责所述切片的操作的切片操作管理器。
26.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，所述方法包括：
在所述域管理器处，从所述域内的多个网络组件接收与服务关联的基于流的性能数据；
从所述域管理器向网络管理器发送聚合的性能数据，所述聚合的性能数据包括在与所述服务关联的流上聚合的性能数据；
其中，所述域管理器使用来自另一域的资源，并且发送基于聚合的性能数据包括发送基于每域聚合的性能。
27.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，所述方法包括：
在所述域管理器处，从所述域内的多个网络组件接收与服务关联的基于流的性能数据；
从所述域管理器向网络管理器发送聚合的性能数据，所述聚合的性能数据包括在与所述服务关联的流上聚合的性能数据；
其中，
所述方法还包括从所述网络管理器接收用于配置资源的配置命令。
28.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，所述方法包括：
在所述域管理器处，从所述域内的多个网络组件接收与服务关联的基于流的性能数据；
从所述域管理器向网络管理器发送聚合的性能数据，所述聚合的性能数据包括在与所述服务关联的流上聚合的性能数据；
其中，所述域管理器支持多个切片，并且所述方法还包括将资源从一个切片共享到另一切片。
29.一种由与网络内的域关联的域管理器执行的方法，所述方法包括：
在所述域管理器处，从所述域内的多个网络组件接收与服务关联的基于流的性能数据；
从所述域管理器向网络管理器发送聚合的性能数据，所述聚合的性能数据包括在与所述服务关联的流上聚合的性能数据；
其中，发送包括将用于切片的服务区分聚合发送到负责所述切片的操作的切片操作管理器。
30.一种非易失性存储介质，其特征在于，
所述非易失性存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时能够实现权利要求1至16或26至29任意一项所述的方法。
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