CN110602717B - 一种5g网络切片的容灾处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5G网络切片的容灾处理方法，通过重构网络切片集并建立容灾切片集的方式，在5G网络切片出现异常的情况下，通过异常切片用户无感知切换，保证服务不间断，避免切片异常对服务造成影响，有效提升网络切片服务质量，又便于共享容灾资源，有效提高容灾资源利用率。

Description

一种5G网络切片的容灾处理方法
技术领域
本发明涉及移动通信网络技术领域，尤其涉及一种5G网络切片的容灾处理方法。
背景技术
5G作为数字化社会的重要基础设施，不仅服务于个人用户，还需要满足各行业的数字化转型需求。对于5G业务ITU提出三大应用场景：增强型移动宽带，超高可靠低时延通信和大规模机器类通信，5G之所以能够提供这些场景，主要在于一系列全新的关键技术，在这些关键技术中，最为首要的就是网络切片，3GPP协议也已经定义通过这3种类型的网络切片支持。
网络切片的引入给网络带来了极大的灵活性，主要体现在切片可按需定制，实时部署和动态保障，它将物理网络切成多张相互独立的逻辑网络，进而形成了一个高度复杂的移动通信网络。现有的网络切片容灾处理研究比较匮乏，主要集中在网络异常预测，网络切片故障定位及分析等方面，在网络切片出现异常的情况下不能保证服务不间断，用户无感知。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种5G网络切片的容灾处理方法，改善现有网络切片技术服务质量，避免切片异常对服务造成的影响；实现5G网络切片发生异常时的无感自愈，从而提升网络切片服务质量。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种5G网络切片的容灾处理方法，根据不同的服务等级协议(SLA)要求，将网络切片划分为不同切片类型的切片集；
所述的服务等级协议要求包括应用场景，用户速率，峰值速率，峰值带宽，保障带宽，时延，抖动，丢包率，用户数，激活用户数等参数内容；
所述的网络切片类型可以划分为但不限于以下几种：增强型移动宽带(eMBB)，大规模机器类通信(mMTC)和超高可靠与低时延通信(uRLLC)。
进一步方案为，将不同类型的网络切片集按照网络资源需求的不同，划分出不同资源需求等级的切片集；
所述的不同资源需求等级的切片集的划分阈值是根据SLA要求的配置参数进行加权平均所得；
所述的eMBB类型的切片集可以数据交换能力为关键指标，切片其他SLA指标信息为次要要求设置阈值进行划分；
所述的mMTC类型的切片集划分以网络容量为关键指标，切片其他SLA指标信息为次要要求设置阈值进行划分；
所述的uRLLC类型的切片集划分以时延为关键指标，切片其他SLA指标信息为次要要求设置阈值进行划分；
针对不同类型的不同资源需求等级的切片集，获取SLA要求的各配置参数的最大值，并据此资源配置信息，建立容灾切片模型；
将所述容灾切片模型按照网络资源需求的不同，划分出不同资源需求等级的容灾切片模型集；
针对不同类型的不同资源需求等级的容灾切片模型集，获取SLA要求的各配置参数的最大值，并据此资源配置信息，完成创建容灾切片；
所述容灾切片针对不同类型的多个不同资源需求等级的切片集，一个网络切片对应一个容灾切片；
所述容灾切片满足对应的网络切片集中的任一网络切片的资源配置需求；
所述容灾切片按照不同类型分别构成资源需求有序的容灾切片集；
不同类型的不同资源需求等级的切片集中的任一网络切片出现异常时，其对应的容灾切片可以无缝替换；
所述任一网络切片具备安全隔离，资源隔离，操作维护隔离，一个切片的异常不会影响到其他切片；
将容灾切片替换异常切片后，释放异常切片配置资源，并且重新生成原容灾切片对应切片集的容灾切片；
进一步方案为，不同类型的不同资源需求等级的切片集中的多个网络切片出现异常时，统计计算SLA要求的总资源配置信息，进而从容灾切片集中选择满足资源配置要求的一个或多个容灾切片进行无缝替换；
如果是一个容灾切片替换多个异常切片，在释放异常切片配置资源后，与容灾切片对应的切片集进行合并，并且重新生成原容灾切片对应切片集的容灾切片；
如果是多个容灾切片替换多个异常切片，在释放异常切片配置资源后，与最高资源配置容灾切片对应的切片集进行合并，并且重新生成多个原容灾切片对应切片集的多个容灾切片。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种5G网络切片的容灾处理方法，通过对不同类型的不同配置资源要求的网络切片进行划分，重构网络切片等级，并据此建立容灾切片集，有效提升网络切片服务质量，以避免切片异常对服务造成的影响，既保证服务不间断，异常切片用户无感知切换，又使容灾资源共享，有效提高容灾资源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种5G网络切片的容灾处理方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种5G网络切片的容灾处理方法的网络切片结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在任一实施例中，如图1所示，本发明的一种5G网络切片的容灾处理方法，该方法主要包括以下步骤：
步骤101，按照不同的服务等级协议(SLA)要求的配置资源信息，将网络切片划分为不同切片类型的网络切片集；
具体的，服务等级协议要求包含服务质量(QoS)相关参数(时延、速率、丢包率、抖动等)，容量相关参数(用户数、激活用户数)，业务相关参数(覆盖区域、应用场景、安全隔离)等参数内容；
在本实施例中，网络切片以带宽，在线用户数，时延为关键指标进行切片类型划分，如图2所示，网络切片类型包含但不限于以下三种：
eMBB(Enhanced Mobile Broadband)，增强型移动宽带，主要实现超高清视频，云工作，云娱乐，增强现实等方面；
mMTC(Massive Machine Type Communication)，大规模机器类通信，主要针对物联网，智慧家庭，智慧城市建设；
uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communication)，超高可靠与低时延通信，主要应用在无人驾驶，远程医疗等方向。
步骤102，将不同类型的网络切片集按照网络资源需求的不同，划分出不同资源需求等级的网络切片集；
具体的，不同资源需求等级的切片集的划分阈值是根据服务等级协议要求的配置资源参数进行加权平均获取；
在本实施例中，eMBB类型的切片集划分以数据交换能力为关键指标，切片其他SLA指标信息为次要要求设置阈值，如图2所示，可以按照类斐波那契数列但不限于划分为以下几个等级：网络切片集E1(切片最高下载速度为1000Mbps)，网络切片集E2(切片最高下载速度为2000Mbps)，网络切片集E3(切片最高下载速度为3000Mbps)，网络切片集E4(切片最高下载速度为5000Mbps)，网络切片集E5(切片最高下载速度为8000Mbps)；
在本实施例中，mMTC类型的切片集划分以网络容量为关键指标，切片其他SLA指标信息为次要要求设置阈值，如图2所示，可以按照类斐波那契数列但不限于划分为以下几个等级：网络切片集M1(切片每平方公里最多1万台连接设备)，网络切片集M2(切片每平方公里最多10万台连接设备)，网络切片集M3(切片每平方公里最多20万台连接设备)，网络切片集M4(切片每平方公里最多30万台连接设备)，网络切片集M5(切片每平方公里最多50万台连接设备)，网络切片集M6(切片每平方公里最多80万台连接设备)；
在本实施例中，uRLLC类型的切片集划分以时延为关键指标，切片其他SLA指标信息为次要要求设置阈值，如图2所示，可以按照类斐波那契数列但不限于划分为以下几个等级：网络切片集U1(切片最长时延为1ms)，网络切片集U2(切片最长时延为10ms)，网络切片集U3(切片最长时延为20ms)，网络切片集U4(切片最长时延为30ms)，网络切片集U5(切片最长时延为50ms)。
步骤103，根据不同类型的不同资源需求等级的切片集，获取服务等级协议要求的各配置参数的最大值，并据此资源配置信息，建立容灾切片模型；
在本实施例中，针对步骤102中eMBB类型的切片集等级，可以依次建立对应的容灾切片模型RE1、RE2、RE3、RE4和RE5；
在本实施例中，针对步骤102中mMTC类型的切片集等级，可以依次建立对应的容灾切片模型RM1、RM2、RM3、RM4、RM5和RM6；
在本实施例中，针对步骤102中uRLLC类型的切片集等级，可以依次建立对应的容灾切片模型RU1、RU2、RU3、RU4和RU5。
步骤104，将创建的容灾切片模型按照网络资源需求的不同，划分出不同资源需求等级的容灾切片模型集；
在本实施例中，类似于步骤102中eMBB类型切片集等级的划分，eMBB类型的容灾切片模型集可以按照几何递增但不限于划分为以下几个等级：容灾切片模型集RE11(切片最高下载速度为2000Mbps，涵盖步骤103中容灾切片模型RE1、RE2)，容灾切片模型集RE12(切片最高下载速度为4000Mbps，涵盖步骤103中容灾切片模型RE3)，容灾切片模型集RE13(切片最高下载速度为8000Mbps，涵盖步骤103中容灾切片模型RE4、RE5)；
在本实施例中，类似于步骤102中mMTC类型切片集等级的划分，mMTC类型的容灾切片模型集可以按照几何递增但不限于划分为以下几个等级：容灾切片模型集RM11(切片每平方公里最多20万台连接设备，涵盖步骤103中容灾切片模型RM1、RM2、RM3)，容灾切片模型集RM12(切片每平方公里最多40万台连接设备，涵盖步骤103中容灾切片模型RM4)，容灾切片模型集RM13(切片每平方公里最多80万台连接设备，涵盖步骤103中容灾切片模型RM5、RM6)；
在本实施例中，类似于步骤102中uRLLC类型切片集等级的划分，uRLLC类型的容灾切片模型集可以按照类几何递增但不限于划分为以下几个等级：容灾切片模型集RU11(切片最长时延为1ms，涵盖步骤103中容灾切片模型RU1)，容灾切片模型集RU12(切片最长时延为10ms，涵盖步骤103中容灾切片模型RU2、RU3)，容灾切片模型集RU13(切片最长时延为30ms，涵盖步骤103中容灾切片模型RU4、RU5)。
步骤105，根据不同类型的不同资源需求等级的容灾切片模型集，获取服务等级协议要求的各配置资源参数的最大值，并据此资源配置信息，完成创建容灾切片；
在本实施例中，针对步骤104中eMBB类型的容灾切片模型集等级，如图2所示，可以依次创建容灾切片RE101，RE102和RE103；
在本实施例中，针对步骤104中mMTC类型的容灾切片模型集等级，如图2所示，可以依次创建容灾切片RM101，RM102和RM103；
在本实施例中，针对步骤104中uRLLC类型的容灾切片模型集等级，如图2所示，可以依次创建容灾切片RU101，RU102和RU103；
具体的，容灾切片针对不同类型的多个不同资源需求等级的切片集，一个网络切片对应一个容灾切片；
容灾切片满足对应的网络切片集中的任一网络切片的资源配置要求。
步骤106，容灾切片按照不同类型分别构成资源需求有序的容灾切片集。
步骤107，当不同类型的不同资源需求等级的切片集中的任一网络切片出现异常时，其对应的容灾切片可以进行无缝替换；
具体的，任一网络切片具备安全隔离，资源隔离，操作维护隔离，一个切片的异常不会影响到其他切片。
步骤108，将容灾切片替换异常切片后，释放异常切片配置资源，并且按照容灾切片资源配置重新生成原容灾切片对应切片集的容灾切片；
进一步的，不同类型的不同资源需求等级的切片集中的多个网络切片出现异常时，统计计算服务等级协议要求的总资源配置数据，进而从容灾切片集中选择满足资源配置要求的一个或多个容灾切片进行无缝替换；
进一步的，在一个容灾切片替换多个异常切片的情况下，当释放异常切片配置资源后，异常切片所在的切片集与容灾切片对应的切片集进行合并，并且重新生成原容灾切片对应切片集的容灾切片；
进一步的，如果是多个容灾切片替换多个异常切片，当释放异常切片配置资源后，多个异常切片所在的切片集与最高资源配置容灾切片对应的切片集进行合并，并且重新生成多个原容灾切片对应切片集的多个容灾切片。
在一个具体实施例中，如图2所示，图本申请所述一种5G网络切片的容灾处理方法的网络切片结构示意图，在本实施例中，网络切片根据带宽，在线用户数，时延为关键指标划分为三种类型：eMBB(增强型移动宽带)，mMTC(大规模机器类通信)和uRLLC(超高可靠低时延通信)，进而基于eMBB类型划分出不同等级的网络切片集E1、E2、E3、E4和E5，基于mMTC类型划分出不同等级的网络切片集M1、M2、M3、M4、M5和M6，基于uRLLC类型划分出不同等级的网络切片集U1、U2、U3、U4和U5，然后针对eMBB类型的切片集等级，建立对应的容灾切片模型RE1、RE2、RE3、RE4和RE5，针对mMTC类型的切片集等级，建立对应的容灾切片模型RM1、RM2、RM3、RM4、RM5和RM6，针对uRLLC类型的切片集等级，建立对应的容灾切片模型RU1、RU2、RU3、RU4和RU5，接着针对eMBB类型依次创建容灾切片RE101，RE102和RE103，针对mMTC类型依次创建容灾切片RM101，RM102和RM103，针对uRLLC类型依次创建容灾切片RU101，RU102和RU103。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (1)

1.一种5G网络切片的容灾处理方法，其特征在于，根据不同的服务等级协议要求，将网络切片划分为不同切片类型的切片集；
所述的服务等级协议要求包括服务质量相关参数，容量相关参数以及业务相关参数；
将不同类型的网络切片集按照网络资源需求度的不同，划分出不同资源需求等级的切片集；
所述的不同资源需求等级的切片集的划分阈值是根据服务等级协议要求的配置参数进行加权平均获取；
根据不同类型的不同资源需求等级的切片集，获取服务等级协议要求的各配置参数的最大值，并据此资源配置信息，建立容灾切片模型；
将创建的容灾切片模型按照网络资源需求度的不同，划分出不同资源需求等级的容灾切片模型集；
根据不同类型的不同资源需求等级的容灾切片模型集，获取服务等级协议要求的各配置参数的最大值，并据此资源配置信息，创建容灾切片；
所述容灾切片针对不同类型的多个不同资源需求等级的切片集，一个网络切片对应一个容灾切片；
所述容灾切片满足对应的网络切片集中的任一网络切片的资源配置需求；
容灾切片按照不同类型分别构成资源需求有序的容灾切片集；
不同类型的不同资源需求等级的切片集的任一网络切片出现异常时，其对应的容灾切片可以无缝替换；
所述任一网络切片具备安全隔离，资源隔离，操作维护隔离，一个切片的异常不会影响到其他切片；
将容灾切片替换异常切片后，释放异常切片配置资源，并且按照容灾切片资源配置重新生成原容灾切片对应切片集的容灾切片；
同类型的不同资源需求等级的切片集中的多个网络切片出现异常时，统计计算服务等级协议要求的总资源配置数据，进而从容灾切片集中选择满足资源配置要求的一个或多个容灾切片进行无缝替换；
在一个容灾切片替换多个同类型异常切片的情况下，当释放异常切片配置资源后，异常切片所在的切片集与容灾切片对应的切片集进行合并，并且重新生成原容灾切片对应切片集的容灾切片；
在多个容灾切片替换多个异常切片的情况下，当释放异常切片配置资源后，多个异常切片所在的切片集与最高资源配置容灾切片对应的切片集进行合并，并且重新生成多个原容灾切片对应切片集的多个容灾切片。
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