CN110352604A - 用于提供服务能力暴露功能(scef)作为云服务的方法、系统和计算机可读介质 - Google Patents

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CN110352604A CN201880014276.1A CN201880014276A CN110352604A CN 110352604 A CN110352604 A CN 110352604A CN 201880014276 A CN201880014276 A CN 201880014276A CN 110352604 A CN110352604 A CN 110352604A
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Abstract

用于提供基于云的服务能力暴露功能(SCEF)的系统包括具有至少一个处理器的云计算平台。由处理器实现的蜂窝设备连接(CDC)服务模块用于提供SCEF服务，包括基于接收到的消息的内容确定是否调用物联网(IoT)服务处理以及将需要IoT服务的消息转发到服务能力服务器(SCS)或应用服务器(AS)以接收IoT服务处理。至少一个云访问接口允许CDT服务模块外部的IoT设备和网络装备访问第一CDC服务模块。云计算平台、CDC服务模块和云访问接口由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管CDC服务模块外部的经由云访问接口访问CDC服务模块的网络装备的移动网络运营商分离。

Description

用于提供服务能力暴露功能(SCEF)作为云服务的方法、系统 和计算机可读介质
优先权声明
本申请要求于2017年5月30日提交的美国专利申请序列号15/608,595的优先权权益，该申请是于2017年5月24日提交的美国专利申请序列号15/604,132的部分继续申请，美国专利申请序列号15/604,132是于2017年4月27日提交的美国专利申请序列号15/499,847的部分继续申请，其要求于2017年2月27日提交的美国临时专利申请序列号62/463,893和于2017年2月27日提交的美国临时专利申请序列号62/464,064的优先权权益，这些申请的公开内容通过引用被整体并入本文。
技术领域
本文描述的主题涉及提供SCEF服务。更特别地，本文描述的主题涉及提供SCEF作为云服务。
背景技术
服务能力暴露功能或SCEF由第三代合作伙伴计划(3GPP)标准定义为用于允许诸如物联网(IoT)设备之类的设备在不使用IP或SMS传输的情况下访问应用服务的平台。替代地，可以使用3GPP定义的非互联网协议(非IP)传输。针对其设计SCEF的IoT设备类型包括由电池供电，并且唤醒、传送数据然后休眠以节省电池电力的设备，诸如传感器。这些设备通常不实现互联网协议通信栈或自定位能力，诸如全球定位系统(GPS)能力。因此，需要一种允许这些设备连接到网络，使得这些设备可以将其数据提供给网络、由网络定位以及经由网络与其它设备通信的功能。正是为了这些和其它相关目的而设计SCEF。
鉴于大量不断上线的IoT设备，需要SCEF服务。据认为，SCEF目前正在被移动网络运营商视为本地(on-premises)或基于地面的网络元件，这需要移动网络运营商方面的开发、资本支出、监控和维护。鉴于这些困难，需要SCEF服务的替代部署。
发明内容
用于提供基于云的服务能力暴露功能(SCEF)的系统包括第一云计算平台，第一云计算平台包括至少一个处理器。该系统还包括由至少一个处理器实现的第一蜂窝设备连接(CDC)服务模块，用于提供SCEF服务，包括基于接收到的消息的内容来确定是否调用物联网(IoT)服务处理以及将需要IoT服务的消息转发到服务能力服务器(SCS)或应用服务器(AS)以接收IoT服务处理。该系统还包括用于IoT设备的至少一个第一云访问接口和CDC服务模块的外部的访问第一CDC服务模块的网络装备。第一云计算平台、第一CDC服务模块和至少一个第一云访问接口由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管第一CDC服务模块外部的经由至少一个第一云访问接口访问第一CDC服务模块的网络装备的移动网络运营商分离。
一种用于提供基于云的SCEF的方法包括提供包括至少一个处理器的第一云计算平台。该方法还包括使用由至少一个处理器实现的第一CDC服务模块来提供SCEF服务，其中提供SCEF服务包括基于接收到的消息的内容来确定是否调用IoT服务处理，以及用于将需要IoT服务的消息转发到SCS或AS以接收IoT服务处理。该方法还包括提供至少一个第一云访问接口，用于允许CDC服务模块外部的IoT设备和网络装备访问第一CDC服务模块，其中第一云计算平台、第一CDC服务模块和第一云访问接口由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管第一CDC服务模块外部的经由至少一个第一云访问接口访问第一CDC服务模块的网络装备的移动网络运营商分离。
本文描述的主题可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。由此，如本文所使用的术语“功能”或“模块”是指用于实现所描述的特征的硬件，软件和/或固件。在一个示例性实现中，可以使用其上存储有计算机可执行指令的计算机可读介质来实现本文描述的主题，该计算机可执行指令在由计算机的处理器执行时控制计算机执行步骤。适合实现本文描述的主题的示例性计算机可读介质包括非瞬态计算机可读介质，诸如盘存储器设备、芯片存储器设备、可编程逻辑设备和专用集成电路。此外，实现本文描述的主题的计算机可读介质可以位于单个设备或计算平台上，或者可以分布在多个设备或计算平台上。
附图说明
现在将参考附图解释本文描述的主题的示例，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：
图1是图示根据本文描述的主题的一个方面的集成SCEF、SCS和AS服务的平台的网络图，其中该平台被部署为云服务；
图2是图示根据本文描述的主题的一个方面的集成SCEF、SCS和AS服务的平台的网络图，其中该平台被部署为本地或基于地面(ground-based)的服务；
图3是图示根据本文描述的主题的一个方面的通过集成SCEF、SCS和AS服务的平台进行消息处理的消息流程图；
图4是图示根据本文描述的主题的一个方面的蜂窝数据连接服务模块的示例性组件的框图；以及
图5是图示根据本文描述的主题的一个方面的IoT服务模块的示例性组件的框图。
图6是图示根据本文描述的主题的一个方面的包括蜂窝数据连接服务模块的平台的基于云的部署的网络图；
图7是图示云网络中的示例性区域和可用域(数据中心)的网络图，该云网络中可以部署集成SCEF、SCS和AS服务的蜂窝数据连接服务模块和/或平台；
图8是图示根据本文描述的主题的实施例的集成SCEF、SCS和AS服务的平台的示例性基于云的部署的网络图；
图9是图示根据本文描述的主题的一个方面的具有集成的SCEF、SCS和AS服务的DRA的框图；
图10是图示根据本文描述的主题的一个方面的具有集成的SCEF服务的DRA的框图；
图11是图示根据本文描述的主题的一个方面的DRA的框图，该DRA提供对由DRA供应商托管的云部署的SCEF服务的访问；
图12是图示根据本文描述的主题的一个方面的用于提供对由DRA供应商托管的云部署的SCEF服务的访问的示例性处理的流程图；
图13是图示根据本文描述的主题的一个方面的用于在同一平台上提供SCEF、SCS和AS服务的示例性处理的流程图；以及
图14是图示根据本文描述的主题的一个方面的用于提供SCEF作为云服务的示例性处理的流程图。
具体实施方式
本文描述的主题包括用于或者单独地或者与SCS和AS服务组合地提供基于云的SCEF服务的方法、系统和计算机可读介质。图1是图示根据本文描述的主题的一个方面的用于提供SCEF、SCS和AS服务的平台的网络图。参考图1，该网络包括标记为SCEF+的平台100，因为平台提供SCEF功能和附加功能，诸如SCS和AS功能。在所示示例中，蜂窝设备连接(CDC)服务模块102提供SCEF功能，并且IoT服务模块104提供SCS和AS功能。平台100还包括应用编程接口平台(APIP)106服务模块，其向IoT和其它设备提供应用编程接口(API)和相关联的策略服务。这种服务的示例包括API授权服务、速率控制、音量控制等。平台100可以包括用于实现模块102、104和106的至少一个处理器107。在一个实现中，处理器107可以是一个或多个通用微处理器。处理器107还可以或备选地包括实现本文描述的功能的一个或多个专用处理器，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。
在图1中，平台100被实现为与本地装备分离的云服务，其在所示示例中包括Diameter路由代理(DRA)108、离线计费系统(OFCS)110、归属订户服务器(HSS)112、分组数据网络(PDN)网关(PGW)114和移动性管理实体(MME)116。可以是IoT设备的设备118可以经由PGW 114和/或MME 116连接到平台100。短消息服务中心(SMSC)119也可以经由DRA 108连接到平台100，DRA 108允许SMS连接的设备访问IoT和其它云服务。
在一个示例性实现中，平台100及其相关联的服务(包括SCEF、SCS和AS服务)可以由与托管DRA 108、OFCS 110、HSS 112、PDN网关114、MME 116和SMSC 119中的任何一个或多个的移动网络运营商分离的云服务提供商托管。许多移动网络运营商托管其自己的云服务，并将这些服务提供给其它运营商甚至最终用户。但是，通过将平台100托管在与移动网络运营商的云网络分离的云网络中，相对于由移动网络运营商托管IoT设备所需的所有服务的实现，可以增强可靠性和地理冗余。此外，提供平台100作为移动网络运营商可访问的托管服务相对于由移动网络运营商自己托管SCEF和相关服务的实现可以减少移动网络运营商的运营成本、维护成本和装备升级成本。
图1中还图示了可通过平台100访问的服务和网络节点。在图1中，这些服务包括应用服务器120和服务能力服务器122，其提供对多个应用服务器124的访问。因此，平台100提供对应用服务的直接访问和通过服务能力服务器的间接访问。
在图1中，CDC服务模块102执行如由3GPP技术规范(TS)23.682，版本14.2.0，发布14(2016-12)所规定的SCEF功能，该规范的公开内容通过引用被整体并入本文。提供SCEF功能包括为非IP设备提供对3GPP服务的访问，非IP设备诸如由于复杂性和功率节省的要求而没有实现IP栈的IoT设备。可能需要SCEF服务的典型IoT设备是传感器，它周期性地将其数据传送到网络，然后在传送之间休眠以节省能量。在移动设备的情况下，由CDC服务模块102提供的SCEF功能可以包括使用诸如HSS 112和MME 116之类的网络资源来确定移动设备的位置和连接性(包括非IP设备的位置和连接性)，以避免移动设备需要内置的位置确定功能，诸如GPS能力。对于来自设备118的非IP流量，CDC服务模块102也可以基于接收到的消息中的接入点名称或其它属性来确定是否调用由IoT服务模块104提供的IoT服务处理。
如上所述，IoT服务模块104为IoT设备提供SCS服务。此类服务的示例包括数据代理、实现不同的传输协议、包括消息队列遥测传输传感器网络(MQTT-SN)和约束应用协议(CoAP)、诸如云存储或软件定义存储之类的数据存储，以及IoT应用级别分析。下面将详细描述IoT服务模块104的功能。
在图1中，服务模块102、104和106中的每一个还用“CS”标记，指示它们提供的服务是云服务。在备选实现中，平台100可以被实现为本地或基于地面的装备。这种实现如图2所示。在图2中，平台100由本地装备实现，该本地装备由托管DRA 108、OFCS 110、HSS 112、PGW114和/或MME 116中的任何一个或多个的相同实体(例如，电信网络运营商)托管。此外，平台100内的任何功能可以是基于云的或基于地面的，而不脱离本文描述的主题的范围。在图2中，AS 120、SCS 122和AS 124被示出为云服务。可以使用本地装备提供这些服务中的任何一个或多个服务，而不脱离本文描述的主题的范围。
图3是图示由CDC服务模块102对消息的示例性处理的消息流程图。在图3中，虚线表示来自设备118的非IP消息，CDC服务模块102将其识别为需要数据传递(pass-through)服务。如上所述，CDC服务模块102可以基于接入点名称或其它消息参数做出这样的确定。响应于将消息识别为需要数据传递服务，CDC服务模块102将消息转发到SCS 122。SCS 122将消息转发到应用服务器124之一以接收应用级服务。
图3中的实线表示来自设备118的非IP流量，CDC服务模块102将其识别为需要IoT平台服务。因此，CDC服务模块102将该消息转发到IoT服务模块104。IoT服务模块104将该消息转发到应用服务器120。应用服务器120提供该消息所需的应用服务。图3中的虚线表示来自设备118的由IoT服务模块104处理的IP消息传送，IoT服务模块104将消息转发到应用服务器120。
蜂窝设备连接服务模块
以下是可以由CDC服务模块102执行的示例性功能：CDC服务模块102可以执行3GPPSCEF和3GPP机器类型通信互通功能(MTC-IWF)的功能。3GPP SCEF和MTC-IWF功能在上面引用的3GPP TS 23.682中定义。MTC-IWF功能包括为服务能力服务器提供Tsp参考点。服务能力服务器选择并连接到MTC-IWF。然后，服务能力服务器可以设置触发器，其中当涉及MTC设备的事件发生时MTC-IWF被通知。例如，SCS可以设置触发器，其中当MTC-IWF接收到来自诸如传感器之类的特定设备的数据时，MTC-IWF被通知。因此，通过提供MTC-IWF功能，CDC服务模块102允许遵循MTC-IWF通信模型的设备接收SCS和AS服务。
CDC服务模块102还通过将需要SCS服务的消息转发到IoT服务模块104来促进SCS服务的提供。如图3所示，对于来自设备的非IP流量，CDC服务模块102基于接收到的消息中的一个或多个属性来决定是否调用IoT CS处理。可以被使用的属性的一个示例是识别应用的属性，诸如接入点名称(APN)。CDC服务模块102也可以支持或提供到第三方SCS和/或AS的安全接口。CDC服务模块102还可以为IP、非IP和SMS连接的设备提供3GPP事件监视。可以被监视的事件的示例包括设备位置的变化、设备连接状态等。事件可以从诸如MME和HSS之类的网络节点而不是从设备本身导出，设备本身可能由于功率和/或带宽限制而不具有提供这样的信息的能力。可以由CDC服务模块102单独提供或与IoT服务模块104组合提供的其它服务包括IoT货币化、数据存储、大数据、分析和移动平台集成(例如，iOS、Android)。
图4是更详细地图示CDC服务模块102的框图。在图4中，CDC服务模块102包括Diameter连接管理器200，其管理与Diameter网络202中的节点的Diameter连接。CDC服务模块102还包括会话处理机204，它是蜂窝通信网络中的Diameter节点与SCS/AS处理机(诸如IoT CS处理机206和外部SCS处理机208)之间的通信的中心点。CDC服务模块102利用设备状态数据库210来存储设备/会话状态。CDC服务模块102利用数据缓冲器212根据需要缓冲到设备的消息和来自设备的消息。设备状态数据库210存储连接到CDC服务模块102的活动设备(诸如IoT设备)的动态状态。监视事件处理机214提供配置和报告MME或用户级别的监视事件的API。警报和关键性能指示器(KPI)模块216提供警报和关于CDC服务模块102的功能的KPI数据，并将警报和测量数据提供给外部系统，诸如操作支持系统(OSS)218。
IoT CS处理机206包括IoT CS网关客户端库。外部SCS处理机208提供到SCS和/或AS的接口。配置处理机220提供用于CDC所需的任何配置的API。配置处理机220可以提供图形用户界面以促进CDC服务模块102的配置。配置处理机220也可以与业务支持系统(BSS)接口，以允许客户在CDC服务模块102中供给业务规则。
IoT服务模块
IoT服务模块104可以实现3GPP SCS的功能。简而言之，这些功能包括为IP设备和非IP设备提供到应用服务器的接口。IoT服务模块104可以接收由移动设备发起的IP和非IP数据(来自CDC服务模块102)。IoT服务模块104可以支持到第三方SCS/AS的安全接口。可以由IoT服务模块104单独提供或与CDC服务模块102组合提供的其它服务包括IoT货币化、存储、分析和移动平台集成(例如，iOS、Android)。
图5是IoT服务模块104的框图，其图示根据本文描述的主题的IoT服务模块104的示例性功能。参考图5，IoT服务模块104包括连接模块300、分析模块302和集成模块304。
连接模块300可以被配置为虚拟化任何设备(诸如IoT设备)并且与该设备连接和通信。例如，IoT设备可以是与在目的地运输和消费的饮料容器相关联的传感器。对于每个容器，可以周期性地将传感器的当前位置、液位、液体温度和电池水平传送给SCS。
分析模块302可以被配置为诸如通过提供分析来处理和存储来自设备的数据。继续上面的示例，来自每个设备/容器的时间序列数据可以被存储，并且稍后进行分析以试图识别优化系统的方式。数据也可以被实时分析以检测应该被立即解决的异常，例如，通过向服务技术人员通知低电池水平。
集成模块304可以被配置为向诸如IoT服务模块104外部的系统之类的其它系统提供这样的数据、状态和分析。继续上面的示例，可以使用与不同服务/应用的集成来向人们通知数据异常。或者，可以使用与存储服务的集成来存储所有时间序列数据。
IoT服务模块104也可以支持AS功能。继续上面的示例，这可以是资产监视应用，其用于例如定义所有资产(容器/传感器)、为资产建模、在地图上显示资产的位置和状态，以及为资产提供地理围栏。
因此，本文描述的主题包括用于为IP和非IP IoT设备提供SCEF、SCS和AS功能的集成的平台。该平台可以被部署为基于地面的服务或基于云的服务。通过在单个平台中集成SCEF、SCS和AS功能，与在单独的节点或平台上提供这些服务的实现相比，减少了向IoT设备提供3GPP服务所需的消息传递。此外，通过部署集成的SCEF、SCS和AS平台，移动网络运营商可以为各种各样的IoT设备类型提供3GPP连接和服务，包括实现IP传输的那些设备类型、未实现IP传输的那些设备类型，等等。
基于云的SCEF部署
如上所述，平台100和/或其任何组件可以被部署在云网络中，使得由云服务提供商托管的平台100或其任何一个或多个组件提供的服务与移动网络运营商分离。云服务提供商可以是网络装备供应商，其供应基于云的SCEF服务作为现有产品的特征，诸如Diameter路由代理或供应商销售给移动网络运营商以在其本地和/或基于云的网络中使用的其它产品。在一个示例中，当移动网络运营商选择激活基于云的SCEF特征时，移动网络运营商可以与基于云的SCEF服务提供商签订合同以激活基于云的SCEF服务。
一旦已经达到移动网络运营商和网络装备供应商之间关于激活基于云的SCEF服务的协议，装备供应商就可以通过经由一个或多个连接和供给平台100将移动网络运营商的网络连接到平台100以识别和处理来自运营商的网络的消息来激活该特征。从移动网络运营商的角度来看，SCEF服务将作为移动网络运营商的本地网络节点(诸如DRA)的特征出现。但是，SCEF服务将在由云网络服务提供商托管的云网络中与DRA分开维护和提供。这种分离的托管允许移动网络运营商向其订户提供SCEF服务，而不必在移动网络运营商的本地或云网络中维护SCEF装备。
此外，虽然在图1-5所示的示例中，提供SCEF和相关功能的CDC服务模块102与IoT服务模块104和APIP服务模块106一起部署，但是本文描述的主题不限于这样的实现。在备选实现中，CDC服务模块102可以与实现AS、SCS和/或API服务的服务模块分开部署。图6图示了这种实现。参考图6，CDC服务模块102被部署在云计算平台350上，云计算平台350与诸如DRA、MME、HSS之类的本地装备分离，并且由与托管DRA、MME和HSS的实体不同的实体(例如，移动网络运营商)托管。例如，如上所述，云服务提供商可以维护独立于由移动网络运营商托管的云网络和本地网络的云网络，并且可以允许移动网络运营商经由单独托管的云网络访问SCEF服务。
在图6中，云计算平台350包括处理器352，CDC服务模块102可以在处理器352上实现。CDC服务模块102包括本地装备云访问接口354，本地装备可以通过该接口与CDC服务模块102通信。CDC服务模块102还包括IoT设备云访问接口356，用于允许IoT设备118访问CDC服务模块102。CDC服务模块102还包括服务能力服务器/应用服务器(SCS/AS)接口358，其允许CDC服务模块102、SCS 122和AS 124之间的通信。在所示示例中，AS 124可以托管一个或多个业务应用360。
Diameter连接性
在一个示例性实现中，本地装备云网络访问接口354可以是Diameter接口，其与在DRA中实现的Diameter连接管理器接口，该DRA提供终止来自网络的Diameter连接的符合RFC 6733的(一个或多个)Diameter端点。Diameter连接管理器可以经由专用虚拟专用网络(VPN)、传输控制协议/传输层安全(TCP/TLS)或流控制传输协议/数据报传输层安全(SCTP/DTLS)实现从客户本地网络到云的安全、高性能Diameter连接。到平台100或平台350的Diameter连接可以源自网络内的一对或多对DRA。这允许简化互连和利用DRA能力，诸如在3GPP机器类型通信体系架构中起重要作用的信令拥塞控制和IoT HSS地址解析。
为了利用当前网络中存在的标准Diameter连接和路由功能，平台100或350暴露位于单独的云数据中心中的至少2(两个)唯一Diameter身份。DRA可以使用主要/次要或负载共享方案将Diameter流量路由到平台100或350。Diameter连接管理器可以将接收到的Diameter流量负载共享到地理冗余的CDC会话处理服务组件以进行进一步处理。用于从平台100或350传送的消息的出口Diameter消息路由可以基于目的地-主机和/或目的地-领域(Realm)属性值对(AVP)。因此，平台100可以能够基于消息中的Diameter级别信息来路由Diameter信令消息。
设备会话
在一个示例性实现中，CDC服务模块102维护使用CDC服务模块102访问AS或SCS服务的IoT设备的设备会话的状态。CDC服务模块102利用设备状态数据库210(参见图4)来更新设备和设备的T6a连接(会话)的动态状态。CDC服务模块102利用数据缓冲器219根据需要(当设备或SCS/AS暂时不可到达时)缓冲到设备的消息/来自设备的消息。因此，当CDC服务模块102接收消息时，CDC服务模块102可以确定消息是否需要IoT服务处理。在该示例中，消息可以来自需要向AS提供测量数据的传感器，因此CDC服务模块可以确定消息需要IoT服务处理。然后，CDC服务模块102可以识别传感器需要向其提供它的数据的AS，并在CDC服务模块的内部SCS/AS状态数据库中定位与AS对应的记录。在这个示例中，假设AS不可用。因此，CDC服务模块102可以缓冲包含传感器数据的消息，直到CDC服务模块确定AS变得可用。CDC服务模块102可以使用心跳消息或其它合适的可用性确定机制来确定AS何时变得可用。当CDC服务模块102确定AS可用时，CDC服务模块102可以将具有传感器数据的消息传送到识别出的AS。
设备状态数据库210可以存储活动设备的动态状态。下表给出了设备状态数据库210的内容的示例。
监视事件
CDC服务模块102提供可以用于配置和报告设备或MME级别的监视事件的API。这些API可以被调用或报告给IoT服务模块104或外部SCS/AS系统。例如，CDC服务模块102可以监视以下监视事件：
○用户装备(UE)可达性
·数据可达
·短消息服务(SMS)可达
○地点
·当前位置
·最后已知位置
○UE失去连接
○通信失败
○漫游状态
○IMEI改变
○每个位置UE的数量
○下行链路数据通知(DDN)失败之后的可用性
作为托管服务，CDC服务模块102可以是移动网络运营商装备(诸如DRA、MME、SMSC等以及IoT设备)可访问的。DRA可以将需要SCEF处理的Diameter消息路由到CDC服务模块102。MME和SMSC可以将来自连接设备(诸如IoT设备)的消息转发到CDC服务模块102。在从外部设备接收到消息后，CDC服务模块102可以通过识别需要IoT服务处理的消息来处理消息，并将需要IoT服务处理的消息转发到适当的SCS或AS接口。对于不需要IoT服务处理的消息，CDC服务模块102可以路由或终止消息，这取决于IoT服务模块102是否是此类消息的最终目的地。
如上所述，CDC服务模块102可以对诸如移动电话和IoT设备之类的用户设备执行事件监视。CDC服务模块102可以执行这样的事件监视，而不需要设备本身具有自定位能力，诸如GPS。在一个示例中，CDC服务模块102可以查询另一个网络节点，诸如HSS，以识别涉及IoT和其它设备的事件。HSS可以提供关于设备的信息，诸如可达性、当前位置、漫游状态等。CDC服务模块102可以用IoT或移动设备的标识符来查询HSS。如果移动网络运营商的网络具有多于一个HSS，则可以向CDC服务模块102供给将设备标识符映射到HSS地址的HSS路由数据库。在定位正确的HSS之后，CDC服务模块可以将其查询转发到识别出的HSS。
一旦HSS从CDC服务模块102接收到查询，HSS就可以使用IoT或移动设备的标识符来访问其内部数据库，以定位与该设备对应的记录。如果正在访问其记录的设备是移动通信设备，则可以使用该设备的IMSI或MSISDN来访问HSS中的记录。然后，HSS可以从记录中提取位置和连接信息，并将该信息提供给CDC服务模块102。然后，CDC服务模块102可以将信息提供给其它IoT或移动服务设备，诸如AS或SCS。
IoT服务模块(内部SCS/AS)接口
如上所述，IoT服务模块104提供SCS和AS服务，在某些情况下，SCS和AS服务在与CDC服务模块102相同的平台上提供。CDC服务模块102用作设备网关，以支持通过T6a接口向设备传输非IP数据。CDC服务模块102利用IoT CS网关客户端库(参见图4)经由其标准API与IoT CS通信。
外部SCS/AS接口
如图6所示，CDC服务模块102向外部SCS/AS系统提供API。
这些API包括：
○对设备注册和元数据数据库的访问，
○对内部时间序列数据存储库访问以检索IoT数据，
○用于触发设备动作或检索设备数据的高级设备虚拟化API，
以及
○用于经由IoT服务模块104与设备通信的低级消息传递API。
呼叫详细记录(CDR)生成
CDC服务模块102可以生成CDR并使它们可经由Rf接口用于离线计费系统。在OFCS失败的情况下，CDR可以由CDC服务模块102在内部存储取决于消息流量可配置的一段时间(例如24小时)。作为备选方案，可以使用与基于云的计费服务的集成。
部署
由CDC服务模块102、IoT服务模块104和APIP服务模块106提供的实时云服务可以被托管在与移动网络运营商的本地网络分离的云网络中。这种云网络的一个示例是Oracle裸机云(Bare Metal Cloud，BMC)。在一个示例性实现中，Oracle裸机云由一组互连的数据中心组成(参见图7)。
可用性
如图8所示，在一个示例中，平台100或350可以被部署在同一区域内的不同可用域(数据中心)中。在图8中，每个平台100被冗余地部署在不同的可用域400A和400B中。应该理解的是，平台350同样可以被冗余地部署在不同的可用域中。在图8中，平台100的每个实例可以一直是活动的。如果一个可用域发生故障，那么所有流量将被定向到另一个可用域。可以跨可用域在平台100的活动实例之间共享供给的和动态的(例如，会话)数据。在平台100或其对应的可用域之一失败之前在平台100的实例之间共享供给的数据和动态会话数据使得平台100的实例能够无缝地接管对失败平台的会话的处理。
在图8中，负载平衡器402和404在位于不同可用域中的平台100之间负载共享消息流量。因为平台100跨可用域共享状态信息，因此在做出负载平衡决策时不必考虑会话状态。因此，平台100上的流量和处理负载可以被均衡或平衡。该负载平衡适用于从分组数据网络网关114传送的来自IoT设备的流量以及来自SCS 122和AS 124的流量。Diameter端点406可以在可用域400A和400B两者中具有到平台100的连接。因为CDC服务模块102跨可用域共享会话状态信息，因此可以根据为每个会话存储的会话状态将Diameter流量发送到任一可用域并由接收CDC服务模块102正确处理。
Diameter
来自网络元件的Diameter连接可以被直接建立到CDC服务模块102的每个实例。每个CDC服务模块实例可以具有其自己的IP地址、本地主机ID等，并且显示为单独的SCEF网络元件。
SGi
SGi接口提供从IoT设备到IoT服务模块104的IP连接。可以在可用域400A和400B之间共享单个IP地址，并且可以将去往/来自IoT设备的消息定向到IoT服务模块104的任一实例。
API
与SGi流量类似，可以向租户的系统提供单个API暴露，并且流量将被定向到跨可用域400A和400B的任何API网关。
管理接口
虽然未在图8中明确示出，但是可以设想所有管理接口(诸如管理接口408)可以是基于API的并且可经由API网关访问。注意的是，这不适用于API管理服务410和APIP服务模块106之间的接口，该接口可以是仅可由云网络的运营商访问的内部或非公共接口。
因此，本文描述的主题包括SCEF和相关服务的基于云的部署。通过在云中部署SCEF和相关服务，网络运营商可以订购服务，而无需购买和维护本地装备。此外，当跨可用域进行部署并且在可用域之间共享状态时，SCEF部署和相关服务的基于云的部署可能比本地部署更可靠。
SCEF作为DRA特征
根据本文描述的主题的又一方面，SCEF可以被提供为DRA特征。图9是具有提供SCEF服务的集成的CDC服务模块102的DRA的框图。在图9中，DRA 500包括多个消息处理器502A-502D，每个消息处理器包括具有至少一个处理器504和存储器506的印刷电路板。在所示示例中，消息处理器502A包括Diameter连接层(DCL)508，其建立并维持与外部Diameter节点的Diameter连接。消息处理器502A还包括Diameter路由层(DRL)510，其基于消息中的Diameter级别信息来路由Diameter信令消息。
消息处理器502B包括提供SCEF服务的CDC服务模块102，SCEF服务包括从IoT设备接收消息、确定消息是否需要SCS或AS服务，以及将需要SCS或AS服务的消息转发到SCS或AS以受到这样的服务。消息处理器502B还包括IoT服务模块104，其为接收到的被识别为需要此类服务的至少一些信令消息提供SCS和AS服务。消息处理器502B还包括APIP服务模块106，其提供用于与DRA 500的内部和外部的SCS和AS接口的API。因此，在一些情况下，如果SCS或AS服务可以由IoT服务模块104在本地提供，则消息由CDC服务模块102接收、被转发到IoT服务模块104，在那里它们受到SCS或AS处理。
消息处理器502C包括SCS 122，并且消息处理器502D包括AS124。因此，对于一些接收到的被识别为需要SCS或AS处理的消息，IoT服务模块104可以将消息转发到处理消息的SCS 122或AS 124。由APIP服务模块106提供的API可以用于访问SCS 122或AS 124。由SCS122或AS 124发起的消息可以经由CDC服务模块102发送到IoT设备。
虽然在图9中，CDC服务模块102、IoT服务模块104、APIP服务模块106、SCS 122和AS124中的每一个被示出为DRA 500的组件，但是本文描述的主题不限于这样的实现。在备选实现中，可以在与DRA 500分离的计算平台上提供这些组件中的任何一个或多个组件。图10图示了这样的实施例。在图10中，CDC服务模块102在DRA 500上实现，IoT服务模块104和APIP服务模块106在与DRA 500分离的第一计算平台600上实现，SCS 122在与DRA 500分离的第二计算平台602上实现，并且AS 124在与DRA 500分离的第三计算平台604上实现。每个计算平台600、602和604可以包括至少一个处理器(图10中未示出)。还应该注意的是，DRA500和计算平台600、602和604中的任何一个或多个可以被部署为移动网络运营商的本地装备，或者被部署为由与移动网络运营商分离的实体操作的云网络装备。
因此，通过提供SCEF、AS和/或SCS功能作为DRA特征，本文描述的主题通过在单独的计算平台上实现DRA、SCEF、AS和SCS的实现来减少网络中的消息传递。当DRA、SCEF、SCS和AS功能在同一计算平台上实现时，这些功能之间的消息延迟减少。当DRA，SCEF和AS功能在同一计算平台上实现时，这些功能之间不兼容的可能性降低。
图11图示了作为DRA特征的SCEF服务的又一个示例性部署。在图11中，DRA 500包括到云部署的CDC服务模块102的CDC服务接口1100，该CDC服务模块102提供基于云的SCEF服务，如上所述。CDC服务接口1100可以在DRA 500的任何消息处理器上实现，如图9或10所示。在一个示例性实现中，CDC服务接口1100可以实现到CDC服务模块102的Diameter接口。在备选实现中，SCEF接口可以实现到CDC服务模块102的web服务API。SCEF服务是基于云的而不是作为DRA 500的平台上功能实现的事实对于DRA用户(例如，移动网络运营商)可以是透明的。因此，DRA用户可以购买具有在DRA驻留硬件和软件中实现的一些特征的DRA，但是不像普通情况那样作为软件递送的一些特征(诸如SCEF服务)而由第三方服务提供商(诸如网络装备供应商)托管。
除了提供到云部署的SCEF服务的接口之外，CDC服务接口1100还可以提供用于云部署的SCS和AS服务的接口。在图11中，SCS服务由CDC服务模块102提供，并且AS服务由AS120提供。DRA 500上的CDC服务接口1100可以通过CDC服务模块102或直接通过向CDC服务模块和/或AS 120提供Diameter或web服务接口来访问SCS和AS服务。在图11中，平台100还包括IoT应用1104，IoT应用1104为诸如设备118之类的IoT设备提供IoT服务。
图12是图示用于提供SCEF功能作为DRA特征的示例性处理的流程图。参考图12，在步骤1200中，该处理包括提供包括多个消息处理器的DRA。例如，提供DRA可以包括在图9-11中的任何一个中提供DRA 500，其中SCEF、SCS和AS被实现为DRA驻留软件或者由DRA供应商托管的服务。
在步骤1202中，该处理包括提供与DRA可操作地相关联的蜂窝设备连接(CDC)服务模块，用于提供SCEF服务作为DRA的特征，SCEF服务包括基于接收到的消息的内容确定是否调用物联网(IoT)服务处理，以及用于将需要IoT服务的消息转发到服务能力服务器(SCS)或应用服务器(AS)以接收IoT服务处理。例如，如图9-11所示，SCEF、SCS和/或AS服务可以被实现为DRA驻留软件或由DRA供应商托管的基于云的服务。
提供作为云部署的服务的SCEF、SCS和/或AS服务作为由DRA供应商托管的DRA特征允许DRA供应商无缝地提供和升级此类服务，而无需DRA运营商(例如，移动网络运营商)继续为每个增加的变更购买新硬件和软件。DRA供应商可以使用计量功能来计量对托管的SCEF、SCS和AS服务的访问，计量功能可以在DRA500上或在服务云中实现。在一个示例性实现中，这种计量可以由图11中所示的CDC服务接口1100执行。
图13是图示根据本文描述的主题的一个方面的用于提供集成的SCEF、SCS和AS服务的示例性处理的流程图。参考图13，在步骤1300中，提供了用于实现SCEF服务和用于基于接收到的消息的内容来确定是否调用IoT服务处理的CDC服务模块。例如，CDC服务模块102可以在独立平台上提供，诸如平台100，或者作为另一个节点的组件提供，诸如DRA 500。CDC服务模块102可以被提供为由网络运营商操作和管理的本地装备，或者被提供为由装备供应商(诸如DRA或SCEF装备供应商)提供的云服务。在步骤1302中，IoT服务模块用于为接收到的由CDC服务模块识别为需要IoT服务处理的消息实现SCS和AS服务，其中提供CDC服务模块和IoT服务模块包括在计算平台上提供CDC服务模块和IoT服务模块，该计算平台包括实现CDC服务模块和IoT服务模块的至少一个处理器。例如，IoT服务模块104可以在独立的计算平台(诸如平台100)上提供，或者作为另一个节点的一部分提供，诸如DRA 500。IoT服务模块104可以被提供为由网络服务提供商操作的本地装备，或者被提供为由网络服务提供商或网络装备供应商(诸如DRA或SCEF供应商)提供的云服务。
图14是图示根据本文描述的主题的一个方面的用于提供SCEF作为云服务的示例性处理的流程图。参考图14，在步骤1400中，该方法包括提供包括至少一个处理器的第一云计算平台。例如，可以提供诸如图1中所示的平台100之类的云计算平台。
在步骤1402中，该方法包括使用由至少一个处理器实现的第一CDC服务模块来提供SCEF服务，其中提供SCEF服务包括基于接收到的消息的内容来确定是否调用IoT服务处理以及用于将需要IoT服务的消息转发到SCS或AS以接收IoT服务处理。例如，图1中所示的CDC服务模块102可以从IoT设备接收入站消息，并基于接收到的消息中的IP地址、消息类型、设备ID或任何其它参数来确定是否调用IoT服务处理。如果CDC服务模块102确定应该调用IoT服务处理，则CDC服务模块102可以将消息转发到IoT服务模块104或转发到提供所需服务的外部SCS或AS。
在步骤1404中，该方法包括提供至少一个第一云访问接口，用于允许CDC服务模块外部的系统访问第一CDC服务模块。例如，平台100可以提供接口354，网络装备可以通过该接口使用Diameter和接口356访问CDC服务模块102，这允许外部IoT和移动设备(包括IP、非IP和具有SMS能力的设备)访问平台100提供的SCEF和其它服务。
在一个示例性实现中，云计算平台100、CDC服务模块102和云访问接口354和356可以由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管CDC服务模块102外部的经由CDC服务模块102访问SCS和AS服务的系统的移动网络运营商分离。在一个示例性实现中，托管平台100、云访问接口356和CDC服务模块102的云服务提供商可以是向网络运营商(诸如移动网络运营商)提供SCEF作为云服务的网络装备供应商。这样的实现消除了网络运营商维护用于向其订户提供SCEF服务的硬件的需要。这样的实现还可能比网络运营商提供的SCEF功能更安全和可靠，特别是当SCEF在具有到电网和互联网的冗余连接的安全数据中心中实现时。
应该理解的是，在不脱离本文描述的主题的范围的情况下，可以改变本文描述的主题的各种细节。另外，前面的描述仅用于说明的目的，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种用于提供基于云的服务能力暴露功能(SCEF)的系统，所述系统包括：
第一云计算平台，包括至少一个处理器；
第一蜂窝设备连接(CDC)服务模块，由至少一个处理器实现，用于提供SCEF服务和用于基于接收到的消息的内容确定是否调用物联网(IoT)服务处理，以及用于将需要IoT服务的消息转发到服务能力服务器(SCS)或应用服务器(AS)以接收IoT服务处理；以及
至少一个第一云访问接口，用于允许第一CDC服务模块外部的IoT设备和网络装备访问第一CDC服务模块，其中第一云计算平台、第一CDC服务模块和所述至少一个第一云访问接口由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管第一CDC服务模块外部的经由所述至少一个第一云访问接口访问第一CDC服务模块的网络装备的移动网络运营商分离。
2.如权利要求1所述的系统，其中第一CDC服务模块被配置为基于接收到的消息中的接入点名称或其它参数来确定是否调用IoT服务处理。
3.如权利要求1所述的系统，其中第一CDC服务模块被配置为对互联网协议(IP)设备和非IP设备执行事件监视。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述事件监视包括监视IP设备和非IP设备的位置和可达性。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个第一云访问接口包括Diameter接口，用于允许使用Diameter在第一CDC服务模块外部的网络装备和CDC服务模块之间进行通信。
6.如权利要求1所述的系统，包括：第二云计算平台，所述第二云计算平台包括至少一个处理器；第二CDC服务模块，由所述第二云计算平台的所述至少一个处理器实现；以及至少一个第二云访问接口，其中第一云计算平台和第二云计算平台被部署在分离的可用域中。
7.如权利要求6所述的系统，其中第一CDC服务模块和第二CDC服务模块彼此共享会话状态信息。
8.如权利要求7所述的系统，包括第一负载平衡器，用于在第一云计算平台和第二云计算平台之间负载共享来自IoT设备的消息流量。
9.如权利要求8所述的系统，包括第二负载平衡器，用于在第一云计算平台和第二云计算平台之间负载共享来自服务能力服务器和应用服务器的消息流量。
10.如权利要求1所述的系统，其中第一云计算平台包括由所述至少一个处理器实现的IoT服务模块，用于为接收到的消息中的至少一些提供SCS和AS服务。
11.一种用于提供基于云的服务能力暴露功能(SCEF)的方法，所述方法包括：
提供包括至少一个处理器的第一云计算平台；
使用由所述至少一个处理器实现的第一蜂窝设备连接(CDC)服务模块提供SCEF服务，其中提供SCEF服务包括基于接收到的消息的内容来确定是否调用物联网(IoT)服务处理，以及用于将需要IoT服务的消息转发到服务能力服务器(SCS)或应用服务器(AS)以接收IoT服务处理；以及
提供至少一个第一云访问接口，用于允许CDC服务模块外部的IoT设备和网络装备访问第一CDC服务模块，其中第一云计算平台、第一CDC服务模块和所述至少一个第一云访问接口由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管第一CDC服务模块外部的经由所述至少一个第一云访问接口访问第一CDC服务模块的网络装备的移动网络运营商分离。
12.如权利要求11所述的方法，包括：在第一CDC服务模块处，基于接收到的消息中的接入点名称或其它参数来确定是否调用IoT服务处理。
13.如权利要求11所述的方法，包括：在第一CDC服务模块处，对互联网协议(IP)设备和非IP设备执行事件监视，其中执行事件监视包括监视IP设备和非IP设备的位置和可达性。
14.如权利要求11所述的方法，其中提供所述至少一个第一云访问接口包括提供Diameter接口，用于允许使用Diameter在网络装备和第一CDC服务模块之间进行通信。
15.如权利要求11所述的方法，包括：提供包括至少一个处理器的第二云计算平台、由第二云计算平台的所述至少一个处理器实现的第二CDC服务模块、以及至少一个第二云访问接口；以及在分离的可用域中部署第一云计算平台和第二云计算平台。
16.如权利要求16所述的方法，包括在第一CDC服务模块和第二CDC服务模块之间共享会话状态信息。
17.如权利要求17所述的方法，包括提供第一负载平衡器，用于在第一云计算平台和第二云计算平台之间负载共享来自IoT设备的消息流量。
18.如权利要求18所述的方法，包括提供第二负载平衡器，用于在第一云计算平台和第二云计算平台之间负载共享服务能力服务器和应用服务器的消息流量。
19.如权利要求11所述的方法，包括提供由所述至少一个处理器实现的IoT服务模块，用于为接收到的消息中的至少一些提供SCS和AS服务。
20.一种非瞬态计算机可读介质，具有存储在其上的可执行指令，所述可执行指令在由计算机的处理器执行时，控制所述计算机执行包括以下的步骤：
提供包括至少一个处理器的第一云计算平台；
使用由所述至少一个处理器实现的第一蜂窝设备连接(CDC)服务模块提供服务能力暴露功能(SCEF)服务，其中提供SCEF服务包括基于接收到的消息的内容来确定是否调用物联网(IoT)服务处理，以及用于将需要IoT服务的消息转发到服务能力服务器(SCS)或应用服务器(AS)以接收IoT服务处理；以及
提供至少一个第一云访问接口，用于允许CDC服务模块外部的IoT设备和网络装备访问第一CDC服务模块，其中第一云计算平台、第一CDC服务模块和所述至少一个第一云访问接口由云服务提供商托管，该云服务提供商与托管第一CDC服务模块外部的经由所述至少一个第一云访问接口访问第一CDC服务模块的网络装备的移动网络运营商分离。
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