CN110115055B - 用于编程和/或管理核心网络切片的系统及方法 - Google Patents

用于编程和/或管理核心网络切片的系统及方法 Download PDF

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Abstract

提供一种用于将网络切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的网络切片编程和管理系统，每组该逻辑网络功能针对切片的用户专用于支持具体相应的使用，该网络切片编程和管理系统包括编程接口，编程接口用于接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，逻辑网络功能的架构在部署时形成网络的网络切片，命令包括至少一个网络功能的选择和选定的至少一个网络功能与其它网络功能的交互的定义。

Description

用于编程和/或管理核心网络切片的系统及方法
背景技术
本发明在其一些实施例中涉及网络管理，更具体地说但非排他地，涉及用于编程和/或管理移动无线网络的系统和方法。
现有移动网络设计成当部署额外设备和/或应用程序时进行调整。然而，移动网络的可调性会造成效率低下。寻求用于高效地向设备和/或应用程序提供移动通信服务的额外系统和/或方法。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种装置(网络切片服务器)、一种系统、一种计算机程序产品和一种用于将网络切分成网络切片的方法。
前述目标和其它目标由独立权利要求的特征实现。其它实施方案形式在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。
根据第一方面，一种用于将网络切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的网络切片编程和管理系统，每组逻辑网络功能针对切片的用户专用于支持具体相应的使用，网络切片编程和管理系统包括编程接口，编程接口用于接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，逻辑网络功能的架构在部署时形成网络的网络切片，命令包括至少一个网络功能的选择和选定的至少一个网络功能与其它网络功能的交互的定义。
系统(在本文中也称为网络切片编程和管理系统)、方法(例如，实施为存储在存储设备中由一个或多个处理器执行的代码指令)、装置和/或本文中所描述的计算机程序产品定义编程接口，编程接口用于模块化移动网络的控制平面，移动网络例如第5代移动技术(5G)及更高版本。移动网络的运营商和/或移动网络的客户端使用编程接口以基于预定义和/或定制的网络功能来定义移动网络中的定制切片。自动编程且部署切片。
该系统(在本文中也称为网络切片编程和管理系统)、方法(例如，实施为存储在存储设备中由一个或多个处理器执行的代码指令)、装置和/或本文中所描述的计算机程序产品提供编程接口，编程接口用于创建支持不同使用状况的逻辑网络切片，逻辑网络切片可能在性能属性和/或其它要求方面不同。相比于现有移动网络中常见的调整共同架构(例如，一个架构适合所有解决方案)，根据设备和/或应用程序的相应不同要求为不同设备和/或应用程序定义切片。每一设备和/或应用程序与网络切片相关联，网络切片根据设备和/或应用程序的定制要求配置。举例来说，一种类型的切片可以定义关键服务的超可靠通信，关键服务例如电子卫生保健(eHealth)、公共安全、实时车辆控制、感知因特网、无人机连接等等。另一类型的切片可以定义未必需要提供高可靠性和/或实时响应的通信。
在根据第一方面的系统的第一可能实施方案中，系统还包括切片管理组件，其用于通过以下方式产生网络切片：通过根据切片请求实体的要求配置所述至少一个网络功能，而基于所述网络中的所述网络切片设计来创建配置架构；通过由编排器将网络功能实例化，基于网络中的网络切片设计部署配置架构；和与接入网介接，使能够独立于其它网络切片，将用户接入到切片的至少一个网络功能。
配置架构根据网络切片设计在网络中自动创建且部署，从而使得能够独立于其它网络切片将用户接入到切片，这限制相应切片的资源、防止其它网络切片使用资源且防止用户接入其它网络切片。
在根据第一方面的第一实施方案形式的系统的第二可能实施方案形式中，切片管理组件用于从编程接口接收包括以下至少一种更新配置：网络功能的添加、网络功能的删除、网络功能的变更、网络功能之间的交互的变更、包括但不限于用户数量的切片的SLA要求、覆盖区域，或至少两种更新配置的任何组合。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第三可能实施方案形式中，其中切片管理组件用于通过与接入网介接而执行添加用户和去除用户中的至少一个，接入网使得能够将用户接入到至少一个网络功能。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第四可能实施方案形式中，切片管理组件用于在部署配置架构时创建切片管理子组件，切片管理子组件负责管理部署的配置架构的那种特定实例，切片管理子组件专用于管理网络切片设计的配置，且与其它网络切片的配置分开管理。
每一切片管理子组件负责其自身的网络切片，从而防止一个网络切片的用户使用另一网络切片的资源。一个切片管理子组件的故障仅会影响相关联网络切片，而由其它切片管理子组件管理的其它网络切片继续运行。
在根据第一方面的前述第四实施方案形式的系统的第五可能实施方案形式中，切片管理组件用于从切片管理子组件接收关于网络切片的配置的信息且根据接收的信息更新切片的部署。
在根据第一方面的前述第五实施方案形式的系统的第六可能实施方案形式中，切片管理组件用于根据接收的信息使得能够将用户接入到网络切片的至少一个功能。
在根据第一方面的前述第四、第五和第六实施方案形式中的任一个的系统的第七可能实施方案形式中，切片管理子组件用于根据切片配置将用户接入到切片的至少一个功能，并且独立于用户接入其他网络切片功能。
特定网络切片的用户不能够访问其它网络切片的未授权资源。
在根据第一方面或根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第八可能实施方案形式中，编程接口用于提供多个预定义的网络功能和网络功能之间的交互、接收从数据库选择网络功能和交互的命令，以及，根据选定的网络功能和交互配置网络切片设计。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第九可能实施方案形式中切片管理组件用于根据通过编程接口接收的指令创建网络功能和交互。
在根据第一方面或根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十可能实施方案形式中，网络功能包括列表中的连接管理、移动管理、转发管理、网络切片用户的认证、网络切片用户的授权和计费、以及安全管理中的至少一个管理功能。
在根据第一方面或根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十一可能实施方案形式中，网络功能之间的交互包括列表中的同步调用、异步调用、例如但不限于表征状态转移(representational state transfer，REST)应用程序编程接口(application programming interface，API)的网络连接和远程过程调用(remoteprocedure call，RPC)中的至少一个。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十二可能实施方案形式中，切片管理组件用于：检查配置架构包括对网络功能或对根据接收的命令指定的网络功能之间的交互的约束；并且在配置架构中不包括所需的网络功能或交互的情况下，拒绝部署切片。
阻止可以使用过量资源、被编程有错误和/或为恶意的切片被部署，从而防止对网络的损坏、防止网络中的资源分配问题和/或防止网络错误。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十三可能实施方案形式中，切片管理组件用于：检查配置切片架构与网络切片设计的预定义约束是否匹配；并且在配置架构不满足预定义约束的情况下拒绝部署切片。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十四可能实施方案形式中，切片管理组件用于：检查配置网络架构中包括的网络功能的认证；并且在网络功能未认证的情况下，拒绝部署切片。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十五可能实施方案形式中，切片管理组件用于根据通过编程接口指示的数据路径架构生成网络架构。
在根据第一方面的前述实施方案形式中的任一个的系统的第十六可能实施方案形式中，切片管理组件用于：生成且提供多于一个部署选项，该多于一个部署选项具有选项的对应货币成本；且根据选定选项进行部署。
根据第二方面，一种用于将网络切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的网络切片编程和管理系统，每组逻辑网络功能针对切片的用户专用于支持具体相应的使用，网络切片编程和管理系统包括至少一个处理器，处理器用于执行用于进行以下操作的代码：通过用户接口接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，逻辑网络功能的架构在部署时形成网络的网络切片，该命令包括至少一个网络功能的选择和选定的至少一个网络功能与其它网络功能的交互的定义；和通过以下方式产生网络切片：通过由编排器将网络功能实例化，并且根据配置架构配置至少一个网络功能，基于网络中的网络切片设计部署配置架构；和与接入网介接，使能够独立于其它网络切片，将用户接入到切片的至少一个网络功能。
根据第三方面，一种用于将网络切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的方法，每组逻辑网络功能针对切片的用户专用于支持具体相应的使用，方法包括：通过用户接口接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，逻辑网络功能的架构在部署时形成网络的网络切片，命令包括至少一个网络功能的选择和选定的至少一个网络功能与其它网络功能的交互的定义；和通过以下方式产生网络切片：通过由编排器将网络功能实例化，并且根据配置架构配置至少一个网络功能，基于网络中的网络切片设计部署配置架构；和与接入网介接，使能够独立于其它网络切片，将用户接入到切片的至少一个网络功能。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语都具有与本发明普通技术人员公知的含义相同的含义。尽管与本文中所描述的方法和材料类似或等效的方法和材料可以用于本发明的实施例的实践或测试，但下文描述示例性方法和/或材料。倘若有冲突，将以包括定义的本专利说明书为准。此外，材料、方法和示例仅为说明性的，且不意欲为必定限制性的。
附图说明
此处仅作为示例，参看附图描述了本发明的一些实施例。现在具体参看附图，需要强调的是所示的项目作为示例，为了说明性地讨论本发明的实施例。这样，根据附图说明，如何实践本发明实施例对本领域技术人员而言是显而易见的。
在附图中：
图1是根据本发明的一些实施例的定义移动网络的一个或多个逻辑网络切片的方法的流程图，该一个或多个逻辑网络切片各自针对切片的用户专用于具体相应使用；
图2是根据本发明的一些实施例的定义移动网络的一个或多个逻辑网络切片的系统的组件的框图，在移动网络中，每一切片针对切片的用户设备用户专用于具体相应使用；
图3是根据本发明的一些实施例的描绘网络互连基准模型的示例实施方案的示意图，所述网络互连基准模型定义控制平面与用户平面之间的分离；
图4是根据本发明的一些实施例的描绘基于参看图2描述的系统的组件之间的示例性数据流创建一个或多个切片的示例性架构的示意图；
图5A到5C是根据本发明的一些实施例的根据图4的架构的示例性实施方案的示意图；
图6是根据本发明的一些实施例的M-CNS(核心网络切片，在本文中也称为切片管理器)的示例性架构实施方案的示例性组件的框图；
图7是根据本发明的一些实施例的描绘由M-CNS创建的数据平面切片和控制平面切片的示例性组件的框图；且
图8是根据本发明的一些实施例的描绘由参看图7所描述的数据平面切片组件定义的网络功能之间的示例性连接和由参看图7所描述的控制平面切片组件定义的示例性连接的示意图。
具体实施方式
本发明在其一些实施例中涉及网络管理，更具体地说但非排他地，涉及用于编程和/或管理移动无线网络的系统和方法。
本发明的一些实施例的一方面涉及一种装置(例如，网络切片服务器)、一种系统(在本文中也称为网络切片编程和管理系统)、一种方法(例如，实施为存储在存储设备中由一个或多个处理器执行的代码指令)，和/或一种计算机程序产品，计算机程序产品将移动通信网络的切片定义为多组逻辑网络切片。每一网络切片与逻辑网络功能的集合相关联，逻辑网络功能可选地是虚拟化网络功能。每一网络功能针对切片的用户专用于支持具体相应使用。切片的网络功能定义用于特定用途的架构，例如，设备和/或应用程序，例如，实时通信、高可靠性通信和/或高带宽通信。基于网络切片和网络切片创建者(例如，用户、请求实体)的要求的配置架构在移动网络中创建且部署。
切片的定义是使用编程接口(例如，应用程序编程接口(applicationprogramming interface，API)、软件开发工具包(software development kit，SDK)、图形用户接口(graphical user interface，GUI))履行，编程接口接收用于创建和/或配置相应网络切片设计的命令。网络切片另外与定义逻辑网络功能的配置架构的约束和/或要求相关联，逻辑网络功能的配置架构在部署时形成移动无线网络的相应网络切片。示例性命令包括网络功能的选择，和选定的网络功能与其它网络功能的交互的定义。
系统(在本文中也称为网络切片编程和管理系统)、方法(例如，实施为存储在存储设备中由一个或多个处理器执行的代码指令)、装置和/或本文中所描述的计算机程序产品定义编程接口，该编程接口可以用于模块化移动网络的控制平面，移动网络例如第5代移动技术(5G)及更高版本。移动网络的运营商和/或移动网络的客户端使用编程接口以基于预定义和/或定制的网络功能来定义移动网络中的定制切片。该切片接着可以由编排组件部署。
该系统(在本文中也称为网络切片编程和管理系统)、方法(例如，实施为存储在存储设备中由一个或多个处理器执行的代码指令)、装置和/或本文中所描述的计算机程序产品提供编程接口，编程接口用于创建支持不同使用状况的逻辑网络切片，逻辑网络切片可能在性能属性和/或其它要求方面不同。相比于现有移动网络中常见的调整共同架构(例如，一个架构适合所有解决方案)，根据设备和/或应用程序的相应不同要求为不同设备和/或应用程序定义切片。每一设备和/或应用程序与网络切片相关联，网络切片根据设备和/或应用程序的定制要求配置。举例来说，一种类型的切片可以定义关键服务的超可靠通信，关键服务例如电子卫生保健、公共安全、实时车辆控制、感知因特网、无人机连接等等。另一类型的切片可以定义未必需要提供高可靠性和/或实时响应的通信。
在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明在其申请案中不必限于在以下描述中阐述和/或在附图和/或示例中所说明的组件和/或方法的建构以及布置的细节。本发明能够具有其它实施例或以各种方式实践或进行。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可读存储媒体，其上具有计算机可读程序指令以使处理器执行本发明的各方面。
计算机可读存储媒体可以是能够保持和存储供指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储媒体可以是例如但不限于：电子存储设备、磁性存储设备、光学存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述各项的任何合适组合。
本文中所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储媒体下载到相应计算/处理设备，或通过因特网、局域网、广域网和/或无线网络等网络下载到外部计算机或外部存储设备。
计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立软件包执行、部分地在用户的计算机上且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(local area network，LAN)或广域网(wide area network，WAN))连接到用户的计算机，或者可以对外部计算机进行连接(举例来说，使用因特网服务提供方通过因特网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(field-programmablegate array，FPGA)或可编程逻辑阵列(programmable logic array，PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息将电子电路个人化而执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的各方面。
本文参看根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图来描述本发明的各方面。应理解，可以由计算机可读程序指令实施流程图说明和/或框图中的每个框，以及流程图说明和/或框图中的框的组合。
图中的流程图和框图说明了根据本发明各个实施例的系统、方法以及计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能以及操作。就此而言，流程图或框图中的每个框可以表示模块、区段或指令的部分，其包括用于实施指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方案中，框中提及的功能可以不按图中所提及的顺序进行。例如，事实上，连续示出的两个框可以几乎同时执行，或者有时候，框可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。也应注意的是，框图和/或流程图说明中的每个框以及框图和/或流程图说明中的框组合可以由基于专用硬件的系统执行，该系统执行特定的功能或动作，或者执行专用硬件和计算机指令的组合。
现在参看图1，图1是根据本发明的一些实施例的定义移动网络的一个或多个逻辑网络切片的方法的流程图，一个或多个逻辑网络切片各自针对切片的用户专用于具体相应使用。该方法将移动网络切割成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片，每组逻辑网络功能针对切片的用户专用于支持具体相应的使用。还参看图2，图2是根据本发明的一些实施例的根据使用访问网络切片服务器212的编程接口210的客户端终端208的用户接口206输入的数据定义移动网络202的一个或多个逻辑网络切片的系统200(在本文中也称为网络切片编程和管理系统)的组件的框图，在移动网络中，每一切片针对切片的用户设备(user equipment，UE)204用户专用于具体相应使用。根据本发明的一些实施例，参看图1所描述的方法的动作中的一个或多个动作实施为存储于存储器214和/或数据存储设备216中由网络切片服务器212的处理器218执行的代码指令。本文中所描述的以下组件可以存储为代码指令：切片管理器224 224A(其根据设计指令创建切片)、切片存储库226(其存储切片模板)、编排器228(其在移动网络中部署创建的切片)、编程接口210(其创建切片的设计)、网络功能模板220(其用于创建切片)，和交互模板222(其用于创建切片)。
网络切片服务器212可以实施为例如单个计算设备、布置成用于并行处理的一组计算设备、网络服务器、万维网服务器、计算云、虚拟服务器、本地服务器，和/或远程服务器。
处理器218可以实施为例如中央处理单元(central processing unit，CPU)、图形处理单元(graphics processing unit，GPU)、现场可编程门阵列(field programmablegate array，FPGA)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、定制电路、与其它单元介接的处理器，和/或专用硬件加速器。处理器218可以实施为例如单个处理器、多核心处理器和/或布置成用于并行处理的处理器的群集(其可包括同构和/或异构处理器架构)。
存储器214可以实施为例如硬盘驱动器、随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、光盘驱动器，和/或其它存储设备。
数据存储设备216可以实施为例如随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)，和/或存储设备，例如，非易失性存储器、磁性媒体、半导体存储器设备、硬盘驱动器、可移动存储装置、光学媒体(例如，DVD、CD-ROM)、远程存储服务器，和计算云。
移动网络202实施为例如5G网络，其向UE 204提供移动通信服务。移动网络202包括在UE 204与移动网络202之间提供通信的接入网202A，该接入网例如无线接入网、无线接入点。移动网络202包括移动非接入层202A。如本文中所使用，术语“移动网络”可包括向UE提供移动通信服务的物理有线链路，例如，物理骨干网。AF1、AF2、AFx、AFy表示针对接入网202A定义的网络功能。NF1、NF2、NF3、NFx和NFy表示针对移动网络202的核心网络部分定义的网络功能。
移动网络202的网络架构可以根据网络功能虚拟化(Network FunctionVirtualization，NFV)和/或软件定义网络(Software Defined Network，SDN)范式来实施，和/或使用专用硬件设备来实施。移动网络202的控制平面和/或用户平面(U平面)可以使用虚拟和/或物理基础设施来实施，虚拟和/或物理基础设施例如无线接入点(Access Point，AP)、数据中心、边缘数据中心，和/或访问点。传输网络可以与基础设施元件互连。传输网络可以例如使用传统连接方法、虚拟链路、虚拟交换机和/或由SDN控制器管理的虚拟路由器来实施。
UE 204可以包括例如智能电话、移动设备、已连接汽车、眼镜计算机、手表计算机、笔记本电脑和平板电脑。
客户端终端208可以在移动网络202上和/或使用其它通信网络和/或接口(未示出)接入网络切片服务器212，通信网络和/或接口例如因特网、局域网、专用网络、广域网、虚拟网络、蜂窝网络、Wi-Fi网络和基于电缆的网络。
客户端终端208可以实施为例如单个计算设备(例如，客户端终端)、并联布置的一组计算设备、网络服务器、万维网服务器、计算云、本地服务器、远程服务器、移动设备、固定设备、服务器、智能电话、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴计算设备、眼镜计算设备、手表计算设备，和台式计算机。
客户端终端208与相应用户接口206通信，相应用户接口向用户呈现数据和/或包括用于输入数据的机构，例如以下各项中的一个或多个：触摸屏、显示器、键盘、鼠标、语音启动软件，和麦克风。
现返回参看图1，在102处，通过(例如，客户端终端208的)用户接口206接收命令以用于创建和/或配置和/或更新网络切片设计，该网络切片设计包括定义逻辑网络功能的配置架构的约束和/或要求。当部署配置架构时，形成移动网络的网络切片。该命令包括一个或多个网络功能的选择和/或选定的网络功能与其它网络功能的交互的定义。
网络切片可以由例如移动运营商和/或服务提供商拥有。网络切片可以例如由用户和/或运营商请求以向部署的应用程序和/或设备提供所定义的移动通信服务。
该命令通过例如使用以下各项来接入存储在网络切片服务器212上的编程接口210而被接收：图形用户接口(graphical user interface，GUI)，其远程地接入网络切片服务器212；在本地安装在客户端终端208上的应用程序，其与网络切片服务器212通信；和/或由服务器212提供到客户端终端208的软件即服务(software as a service；SAAS)。应注意，客户端终端208可使用不同网络(未示出)接入编程接口，该不同网络例如除移动网络之外的网络，例如因特网、专用网络、虚拟网络、局域网和/或其它网络。
网络功能可以选自一组预定义网络功能220(例如，由网络切片服务器212存储)，网络功能例如模板、库和/或虚拟接口。选定的网络功能与其它网络功能的交互的定义可以选自一组预定义交互222(例如，由网络切片服务器212存储)。
可选地，用户使用用户接口206以选择预定义切片模板(例如，存储在切片存储库226中，切片存储库可选地与网络切片服务器212相关联)。预定义切片模板可通过以下操作来定制：编辑由模板定义的现有网络功能和/或交互；将额外网络功能和/或交互添加到模板；和/或从模板删除网络功能和/或交互；和/或基于用户数对NF的大小进行缩放。示例性切片模板可以例如针对医疗物联网(medical internet of things，mIoT)、车联网(V2X)通信、增强移动宽带(enhanced Mobile Broadband，eMBB)来定义。可向控制平面切片和数据平面切片提供模板。现有模板可由运营商的用以实例化的编排器228和/或另一实体提供。
编程接口210设计成提供预定义网络功能和/或网络功能之间的交互，以用于使用用户接口206来选择。编程接口210接收选择网络功能220和/或交互222(例如，由服务器网络切片服务器212存储在数据库中)的命令。编程接口210根据选定的网络功能和交互配置网络切片设计。编程接口210创建切片的设计。
网络功能可以指核心网络(Core Network，CN)控制平面(Control Plane，CP)网络功能。
示例性网络功能包括一个或多个列表的管理功能，该管理功能包括：
*连接管理(Connection Management，CM)，其终止核心网络侧处的非接入层。连接管理管理和/或启用关键设备流程：接入连接管理、转发及管理、标识符解析、地址分配、服务请求，和切片附接。
*移动管理(Mobility Management，MM)，其管理设备可达性、跟踪区域管理、寻呼，和切换过程。
*转发管理(Forwarding Management，FM)，其为数据平面执行分组路由配置。
*网络切片用户的认证和/或授权(Authentication and/or Authorization，AA)和计费。
*安全管理(Security Management，SM)，其执行接入和非接入层安全管理。
网络功能之间的示例性交互包括：一个或多个列表，其包括同步调用、异步调用、例如但不限于表征状态转移(representational state transfer，REST)应用程序编程接口(application programming interface，API)的网络连接，和远程过程调用(remoteprocedure call，RPC)。
切片管理组件224(在本文中也称为核心网络切片(M-CNS)的管理和编程组件)从编程接口210接收包括以下至少一种更新配置：网络功能的添加、网络功能的删除、网络功能的变更、网络功能之间的交互的变更、用户的添加和用户的删除，或至少两种更新配置的任何组合。M-CNS 224可以实施为逻辑组件，逻辑组件与编排器228介接以使用编排器功能来在移动网络202中部署切片(例如，控制平面和/或数据平面切片)。
应注意，切片管理组件224和编程接口210可以实施为单个组件，其执行本文中参看切片管理组件224和编程接口210所描述的功能。可替换地，切片管理组件224和编程接口210可以实施为单独的组件。
可以定义一个或多个切片，其包括资源切片和/或服务切片。资源切片定义计算和/或移动网络资源，分配计算和/或移动网络资源以支持服务切片的通信和操作。服务切片是指CN CP切片，其由一组逻辑CN CP NF和相关逻辑互连定义。NF定义控制平面(C平面)，控制平面支持具有同质功能和性能要求的特定服务丛集的通信服务。可以使用控制和/或管理应用程序库来定义C平面。
用户接口206可以用于接入网络切片服务器212以定义用于执行与由用户定义的切片有关的具体作用的管理应用程序的定制集合。控制和/或管理应用程序可以应用于数据平面。
用户接口206可以用于接入网络切片服务器212以定义所定义的切片(控制和/或数据平面切片)的策略相关参数，例如服务水平协议(service level agreement，SLA)和/或性能度量。策略相关参数可以包括网络功能和/或交互的规范，例如网络功能之间的相互依赖性和/或信息流规范。
在104处，切片管理组件224根据接收的网络功能和/或交互创建网络切片。切片管理组件224根据通过编程接口210从用户接口206接收的设计指令创建网络功能和/或交互。
创建的网络切片可以存储在存储设备(例如，数据存储装置215)中，可选地存储在将所存储网络切片映射到用户的数据库中，例如存储在切片存储库226中。
在105处，对创建的网络切片执行验证。检查可由例如验证引擎(未示出)执行、作为代码存储在数据存储装置216中、可由网络切片服务器212的处理器218执行。可对控制平面切片和数据平面切片执行完整性检查。可使用表示标准的预定义切片模板执行检查。可以针对语义和语法正确性执行检查。可以针对与预定义规则集的符合性执行检查，预定义规则集例如由移动网络的管理员定义。
在106处，基于由切片请求者(例如，用户)定义的要求且基于创建的网络切片创建配置架构。创建的架构可由切片管理组件224创建。切片管理组件根据通过编程接口210指示的数据路径架构而生成网络架构。
切片管理组件224生成且提供多于一个部署选项，其具有该选项中的每一个选项的对应货币成本且根据选定选项进行部署。每一选项可以与切片拥有者(即，生成切片的用户)与移动网络的运营商之间的服务水平协议相关联。与选定选项相关联的协议和切片(可选地由编排器228提供)的实例化细节可以提供到另一组件(例如，L-CNS，未示出)，另一组件保证与切片的选定的选项相关联的服务的生命周期。可以(例如，由编排器228)为切片保留资源维持预定义的有限时间段以允许切片拥有者(即，用户)进行选择且确认价格。
配置架构由切片管理组件224使用编排器228将网络功能实例化而部署在移动网络202中。编排器228的拥有者可以或可以不拥有移动网络202的物理基础设施。网络功能根据配置架构来配置。编排器228提供对基础设施的计算和/或网络响应的编排、根据部署模板在基础设施上部署服务配置架构，和/或管理服务切片(即，部署的配置架构)的生命周期。
切片管理组件224(和/或编排器228)用于在部署配置架构后就创建切片管理子组件224A，该切片管理子组件负责管理部署的配置架构的那种特定例子。每一切片和/或配置架构与切片管理子组件224A的最新产生的例子相关联。切片管理子组件224A用于专门地且与其它网络切片和/或其它配置架构的配置分开地管理网络切片和/或配置架构设计的配置。
切片管理子组件224A可以提供接口，该接口用于启用和/或接入和/或定义已经部署的配置架构的基本管理和/或操作。使用接口提供的数据可以使用用户接口206直接提供到用户，和/或在由网络切片服务器212和/或其它实体进行处理之后间接提供到用户。切片管理子组件224A启用对切片的配置架构的用户接入和/或设备接入。
切片管理组件224用于从切片管理子组件224A接收关于网络切片设计的配置的信息且根据接收的信息更新配置架构的部署。
在107处，在部署之前验证创建的配置架构。经过验证的配置架构部署在移动网络202中。可以由验证引擎和/或切片管理组件224执行上述检查。可对控制平面切片和数据平面切片执行完整性检查。可以针对语义和语法正确性执行上述检查。可以针对与预定义规则集的符合性执行上述检查，预定义规则集例如由移动网络的管理员定义。
切片管理组件224检查配置架构包括关于网络功能的约束和/或关于由接收的命令指定的网络功能之间的交互的约束。在配置架构中不包括所需网络功能和/或交互的情况下，切片管理组件224拒绝部署切片。
可替换地或另外，切片管理组件224检查配置切片架构与网络切片设计的预定义约束是否匹配。在配置架构不满足预定义约束的情况下，切片管理组件224拒绝部署切片。
可替换的是或另外，切片管理组件224检查配置网络架构中包括的网络功能的认证。在网络功能未认证的情况下，切片管理组件224拒绝部署切片。
在108处，网络服务器212与接入网202A介接，以使得能够独立于其它切片的其它网络配置架构将用户(UE 204)接入到切片的配置架构的网络功能。
切片管理组件224使得能够根据接收的信息将用户接入到部署的配置架构的功能。专门地且独立于使得能够将用户(UE 204)接入到其它网络配置架构的功能，切片管理子组件224A使得能够根据切片配置和/或切片要求而将用户接入到配置架构的至少一个功能。
用户(UE 204)的添加和用户(UE 204)的去除由与接入网202A介接的网络切片服务器212执行，该接入网使得能够将用户(UE 204)接入到网络功能。
在112处，可选地动态地重复框102到110，以更新和/或调整创建的切片。监测经过调整的配置架构。可重复框102到110以创建新的切片。
现在参看图3，图3是根据本发明的一些实施例的描绘网络互连基准模型的示例性实施方案的示意图，网络互连基准模型定义控制平面(C平面)350与用户平面352(U平面)之间的分离。C平面350和U平面352可被创建作为单个网络切片的一部分，或作为单独网络切片。C平面350和U平面352通过参看图1所描述的方法和/或使用参看图2所描述的系统200来创建。如本文中所使用的术语“数据平面”可与术语“用户平面”互换。
现在参看图4，图4是根据本发明的一些实施例的描绘基于参看图2所描述的系统200的组件之间的示例性数据流创建一个或多个切片450的示例性架构的示意图。核心网络切片(M-CNS)224的管理和编程组件与如本文中所描述的编排器228和接入网202A介接。应注意，M-CNS 224在本文中有时也称为切片管理器224。
现在参看图5A到5C，图5A到5C是根据本发明的一些实施例的根据图4的架构的示例性实施方案的示意图。参看图5A到5C所描述的接口可以是物理和/或虚拟接口，例如使用无线链路和/或基于电缆的链路、软件接口和/或硬件端口。
图5A描绘根据图4的架构的实施方案，该架构包括子实体M-CNS-S 224A(供M-CNS224使用)以使用接口I-NF 552管理每一切片550A的NF。M-CNS 224使用接口I-MS 554以管理M-CNS-S 224A。M-CNS 224使用接口I-AN 556与接入网202A通信。
图5B描绘根据图4的架构的实施方案，该架构包括管理每一切片550B的NF的M-CNS-S224A。M-CNS 224使用接口I-MS 554管理M-CNS-S 224A。M-CNS-S 224A使用接口I-AN556与接入网202A通信。
图5C描绘根据图4的架构的实施方案，在该架构中，M-CNS 224与每一切片550C直接通信和/或使用接口I-NF 558管理每一切片550C的NF。M-CNS 224使用接口I-AN 556与接入网202A通信。
应注意，参看图5A到5C所描述的M-CNS 224可在数据平面中和/或在接入网202A中执行配置以确保切片的正常运行。
现在参看图6，图6是根据本发明的一些实施例的M-CNS(在本文中也称为切片管理器，例如参看图2所描述的系统200的组件224)的示例性架构实施方案的示例性组件的框图。M-CNS 224可以由移动运营商代管，或者存储在不同位置处。
M-CNS 224向切片拥有者提供用以创建切片的机构。切片编程接口610(例如，用户接口、API)被提供到用户(例如，使用如本文中所描述的客户端终端)。可提供预先存在的NF库以供用户(如本文中所描述)重新使用和/或修改，预先存在的NF库包括控制平面NF 650库、数据平面NF 652库和/或切片模板654库。M-CNS定义NF可以使用连接库656连接以形成切片的不同方式。每一连接类型都对编排器228实施切片的方式具有影响。每一连接类型确定一个NF对另一NF的依赖性的类型，同时指定NF之间的信息流。可提供由编排器228支持的标准模板库。
切片拥有者(和/或用户)可添加定制的NF和/或通过接口I1定义新的连接，定制的NF和/或新的连接可选地存储在现有库中。每一NF可与对相应NF与其它组件连接的方式的约束和/或要求相关联。举例来说，NFa可以与定义到NFb的强制连接(即，严格的依赖性)和到NFc的可选连接的要求相关联。可在切片库(切片模板库)654中创建和/或存储频繁使用的NF组合。
切片拥有者(和/或用户)可使用切片编程UI/API 610查看库的内容。用户可以基于可用模板、NF和/或连接类型658创建和/或配置定制和/或新的切片。创建的切片使用接口I3部署到网络中。
在部署切片之前和/或在创建切片期间，验证引擎660在所使用组件的认证和/或组件连接的方式和/或其它所定义标准方面检查切片的有效性。举例来说，验证引擎660确保提供由NF定义的强制连接且满足NF之间的所有依赖性。当验证失败时，M-CNS 224拒绝创建切片。限制和/或要求可以与安全性和/或其它方面有关。使用接口I4的编排228可用于部署切片。每一切片拥有者可以定义数据平面切片和控制平面切片，数据平面切片和控制平面切片彼此补充以创建切片的整个服务提供。
当创建了切片且配置架构准备好部署时，编排器228推荐一个或多个可能的价格细节以用于在运营商域中得到切片。切片拥有者(和/或用户)可以选择特定价格细节且使用接口I4/I3部署编程后的切片。编排器228可以在运营商的网络内创建切片。由编排器228使用切片接入启用组件(M-CNS-S)224A经由接口I5将用以配置、控制和/或管理数据平面和/或控制平面的接口662提供到切片拥有者。网元管理使用M-CNS-S 224A介接到NF中的每一个NF和/或介接到总体切片管理。M-CNS-A 224A的例子与每一切片相关联，每个切片一个例子。
具有切片可见性/接入/启用控制662的M-CNS-S 224A确保用于配置(例如，添加和/或去除切片的终端用户)的命令由切片的拥有者(即，不由其它用户)执行，且对由用户创建的切片(即，不对其它用户的切片)执行。M-CNS-S 224A确保基于切片的接入分离和/或隐藏网络中的切片实施方案的实际内部内容。M-CNS-S 224A可以通过与M-CNS 224并置来实施。
M-CNS-A 224A向切片拥有者和/或用户提供用于定义NF的直接管理接口。M-CNS-A224A概括实际物理基础设施以启用基本操作和管理功能。
M-CNS-S 224A对切片的性能进行上报和/或使得切片拥有者和/或用户能够使用接口I-MS修改部署的切片。该修改由M-CNS验证引擎660验证。
为了创建涉及接入网和核心网络的端到端解决方案，M-CNS-S 224A可以使用到接入网的接口来配置无线资源中的切片参数。M-CNS-S 224A包括用以接收和/或管理无线资源中的切片拥有者(和/或用户)的切片视图的到AN-C的接口，切片视图帮助为切片拥有者(和/或用户)创建无线资源的切片具体视图。M-CNS-S 224A负责属于切片的NF的配置，例如，将切片终端用户添加到认证、授权和计费服务(Authentication,Authorization,andAccounting services，AAA)NF。
现在参看图7，图7是根据本发明的一些实施例的描绘由M-CNS创建的数据平面切片700和控制平面切片702的示例性组件的框图。数据平面切片组件700和控制平面切片组件702包括NF库，和/或包括提供连接的一个或多个可能方式。
示例性数据平面切片组件700包括视频服务器组750、负载均衡器752、深度分组检查器(deep packet inspector，DPI)754和防火墙756。连接758选项包括点到点(point topoint，P2P)网络连接和多播连接。
示例性控制平面切片组件702包括CM 760、MM 762、FM 764、AAA 766和计算机辅助工程(computer aided engineering，CAE)768。示例性连接770选项包括同步调用、异步调用、网络连接分组、远程过程调用(remote procedure call，RPC)和所支持的多个选项。
现在参看图8，图8是根据本发明的一些实施例的描绘由数据平面切片组件定义的网络功能之间的示例性连接800和由参看图7所描述的控制平面切片组件定义的示例性连接802的示意图。参看示例性连接800，CM 760连接到FM 764、AAA 766和MM 762中的每一个。参看示例性连接802，视频服务器组750连接到负载均衡器752。负载均衡器752连接到防火墙756。防火墙756连接到DPI 754和用户设备(user equipment，UE)组780。
每一NF可以定义与其它NF的强制连接。强制连接是切片可实例化的所定义要求。切片拥有者(和/或用户)可以通过从NF库中选择用于控制平面和数据平面组件的NF来创建定制的切片，该控制平面和数据平面组件包括用以互连组件的连接，如示例性连接800和802中所描绘。控制平面与数据平面之间的互连逻辑可以例如由分析控制平面和数据平面的代码自动生成、由用户手动定义，和/或根据预定义连接和/或规则集和/或其它实施方案生成。每一NF和连接可以与一组相应的偏好和/或限制相关联。举例来说，视频组服务器750可以与德国的位置要求相关联，且UE组780可以与在慕尼黑城市的整个区域上提供覆盖的要求相关联。
在研究下文附图和详细描述之后，本公开的其它系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说是或变得显而易见的。希望所有这些额外系统、方法、特征和优点包括在本说明书中，在本公开的范围内，并且受所附权利要求的保护。
对本发明各个实施例的描述只是为了说明的目的，而这些描述并不旨在穷举或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以清楚理解许多修改和变化。相比于市场上可找到的技术，选择本文中所使用的术语可最好地解释实施例的原理、实际应用或技术进步，或使本领域其它技术人员能够理解本文中所公开的实施例。
期望在从本申请案成长的专利的有效期期间，将开发出许多相关移动网络且术语“移动网络”的范围意图先验地包括所有此类新技术。
本文中所使用的术语“约”是指±10％。
术语“包括”、“具有”以及其同根词表示“包括但不限于”。这个术语包括了术语“由……组成”以及“本质上由……组成”。
短语“主要由…组成”意指组成物或方法可以包括额外成分和/或步骤，但前提是额外成分和/或步骤不会实质上改变所要求的组成物或方法的基本和新颖特性。
除非上下文中另有明确说明，否则本文中所使用的单数形式“一个”和“所述”包括复数含义。例如，术语“一个复合物”或“至少一个复合物”可以包括多个复合物，包括其混合物。
本文中所使用的词语“示例性的”表示“作为一个示例、例子或说明”。任何“示例性的”实施例并不一定理解为优先于或优越于其它实施例，和/或并不排除其它实施例特征的结合。
本文中所使用的词语“可选地”表示“在一些实施例中提供且在其它实施例中没有提供”。本发明的任意特定的实施例可以包括多个“可选的”特征，除非这些特征相互矛盾。
在整个本申请案中，本发明的各种实施例可以范围格式呈现。应理解，范围格式的描述仅为了方便和简洁起见，并且不应该被解释为对本发明范围的固定限制。因此，对范围的描述应被认为是已经具体地公开所有可能的子范围以及所描述范围内的个别数值。例如，对例如从1到6的范围的描述应被认为是已经具体地公开子范围，例如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等，以及所描述范围内的个别数字，例如1、2、3、4、5和6。不管范围的宽度如何，这都适用。
当本文中指示一个数字范围时，表示包括了在指示的这个范围内的任意所列举的数字(分数或整数)。短语“在第一个所指示的数和第二个所指示的数范围内”以及“从第一个所指示的数到第二个所指示的数范围内”在本文中互换使用，表示包括第一个和第二个所指示的数以及二者之间所有的分数和整数。
应了解，为简洁起见在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征还可以组合提供于单个实施例中。相反地，为简洁起见在单个实施例的上下文中描述的本发明的各个特征也可以单独地或以任何合适的子组合或作为本发明的任何合适的其它实施例提供。在各个实施例的上下文中描述的某些特征未视为那些实施例的基本特征，除非没有这些元素上述实施例无效。
此处，本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请案的全文都以引入的方式并入在本说明书中，同样，每个单独的出版物、专利或专利申请案也具体且单独地以引入的方式并入在本文本中。此外，对本申请案的任何参考的引用或识别不可当做是允许这样的参考可用作本发明的现有技术。就使用章节标题而言，不应该将章节标题理解成必要的限定。

Claims (13)

1.一种用于将网络(202)切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的网络切片编程和管理系统(200)，每组所述逻辑网络功能针对所述切片的用户(204)专用于支持具体相应的使用，所述网络切片编程和管理系统包括编程接口(210)，所述编程接口用于：
接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，所述逻辑网络功能的架构在部署时形成网络(202)的网络切片，所述命令包括至少一个网络功能(220)的选择和所述选择的至少一个网络功能与其它网络功能的交互(222)定义；
还包括切片管理组件(224)，所述切片管理组件用于通过以下方式产生所述网络切片：
根据切片请求实体的要求配置所述至少一个网络功能，而基于所述网络(202)中的所述网络切片设计来创建配置架构；以及，
通过由编排器将所述网络功能实例化，而基于所述网络(202)中的所述网络切片设计部署所述配置架构；以及，
与接入网(202A)介接，使能够独立于其它网络切片，而将用户(204)接入到所述切片的所述至少一个网络功能；
所述切片管理组件(224)还用于：
检查所述配置网络架构中包括的网络功能的认证；并且在所述网络功能未认证的情况下，拒绝部署所述切片。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切片管理组件(224)用于从所述编程接口(210)接收包括以下至少一种更新配置：网络功能的添加、网络功能的删除、网络功能的变更、所述网络功能之间的所述交互的变更、包括但不限于用户数量的所述切片的SLA要求、覆盖区域，或所述至少两种更新配置的任何组合。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的系统，其特征在于，所述切片管理组件(224)用于在部署所述配置架构时创建负责管理所述部署的配置架构的那种特定实例的切片管理子组件(224A)，所述切片管理子组件(224A)专用于管理所述网络切片设计的配置，且与其它网络切片的配置分开管理。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述切片管理子组件(224)用于专门地根据切片配置将用户接入到所述切片的至少一个功能，并且独立于用户接入其他网络切片功能。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述编程接口(210)用于：
提供多个预定义的网络功能和所述网络功能之间的交互；接收从数据库选择网络功能和交互的命令；以及，根据所述选定的网络功能和交互配置所述网络切片设计。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述切片管理组件(224)用于根据通过所述编程接口(210)接收的指令创建网络功能和交互。
7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述网络功能(220)包括列表中的连接管理.移动管理.转发管理、所述网络切片用户的认证、所述网络切片用户的授权和计费、以及安全管理中的至少一个管理功能。
8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述网络功能之间的所述交互(222)包括列表中的同步调用、异步调用、例如但不限于表征状态转移(representationalstate transfer，REST)应用程序编程接口(application programming interface，API)的网络连接和远程过程调用(remote procedure call，RPC)中的至少一个。
9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述切片管理组件(224)用于：
检查所述配置架构包括对网络功能或对根据所述接收的命令指定的所述网络功能之间的所述交互的约束；并且在所述配置架构中不包括所需的网络功能或交互的情况下，拒绝部署所述切片。
10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述切片管理组件(224)用于：
检查所述配置切片架构与所述网络切片设计的预定义约束是否匹配；并且在所述配置架构不满足所述预定义约束的情况下，拒绝部署所述切片。
11.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述切片管理组件(224)用于根据通过所述编程接口(210)指示的数据路径架构生成所述网络架构。
12.一种用于将网络(202)切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的网络切片编程和管理系统(200)，每组所述逻辑网络功能针对所述切片的用户(204)专用于支持具体相应的使用，所述网络切片编程和管理系统包括：
至少一个处理器(218)，其用于执行代码(210，220，222，224，224A，226)，用于：
通过用户接口(206)接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，所述逻辑网络功能的架构在部署时形成网络(202)的网络切片，所述命令包括至少一个网络功能的选择和所述选择的至少一个网络功能与其它网络功能的交互定义；以及，
通过以下方式产生所述网络切片：
通过由编排器将所述网络功能实例化，并且根据配置架构配置所述至少一个网络功能，而基于所述网络中的所述网络切片设计部署所述配置架构；以及，
与接入网(202A)介接，使能够独立于其它网络切片，而将用户(204)接入到所述切片的所述至少一个网络功能；
还包括切片管理组件，所述切片管理组件用于通过以下方式产生所述网络切片：
根据切片请求实体的要求配置所述至少一个网络功能，而基于所述网络(202)中的所述网络切片设计来创建配置架构；以及，
通过由编排器将所述网络功能实例化，而基于所述网络(202)中的所述网络切片设计部署所述配置架构；以及，
与接入网(202A)介接，使能够独立于其它网络切片，而将用户(204)接入到所述切片的所述至少一个网络功能；
所述切片管理组件还用于：
检查所述配置网络架构中包括的网络功能的认证；并且在所述网络功能未认证的情况下，拒绝部署所述切片。
13.一种用于将网络切分成由逻辑网络功能的集合构成的多组逻辑网络切片的方法，每组所述逻辑网络功能针对所述切片的用户专用于支持具体相应的使用，所述方法包括：
通过用户接口接收用于创建和/或配置包括定义逻辑网络功能的架构的约束和要求的网络切片设计的命令，所述逻辑网络功能的架构在部署时形成网络的网络切片，所述命令包括至少一个网络功能的选择和所述选择的至少一个网络功能与其它网络功能的交互定义(102)；以及，
通过以下方式产生所述网络切片：
通过由编排器将所述网络功能实例化，并且根据配置架构配置所述至少一个网络功能，而基于所述网络中的所述网络切片设计部署所述配置架构(104)；以及，
与接入网介接，使能够独立于其它网络切片，将用户接入到所述切片的所述至少一个网络功能(106)；
还包括切片管理组件(224)，所述切片管理组件用于通过以下方式产生所述网络切片：
根据切片请求实体的要求配置所述至少一个网络功能，而基于所述网络(202)中的所述网络切片设计来创建配置架构；以及，
通过由编排器将所述网络功能实例化，而基于所述网络(202)中的所述网络切片设计部署所述配置架构；以及，
与接入网(202A)介接，使能够独立于其它网络切片，而将用户(204)接入到所述切片的所述至少一个网络功能；
所述切片管理组件(224)还用于：
检查所述配置网络架构中包括的网络功能的认证；并且在所述网络功能未认证的情况下，拒绝部署所述切片。
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