CN110740047A - 一种网络切片管理编排系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种网络切片管理编排系统。该系统包括NFVO模块、VNFM模块以及VIM模块；NFVO模块接收网络管理系统的网络管理消息并进行处理，接收用户界面模块的人机交互消息并进行处理，并在处理过程中，调用VIM模块进行基于网络切片的虚拟资源管理，调用VNFM模块进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理。VNFM模块接收NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息并进行处理，接收网元管理系统的网元管理消息并进行处理，接收VNFS的虚拟化网络管理消息并进行处理，并在所述处理过程中调用VIM模块进行基于网络切片的虚拟资源管理。VIM模块调用网络功能虚拟化基础设施进行基于网络切片的虚拟基础设施管理。

Description

一种网络切片管理编排系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种网络切片管理编排系统。

背景技术

网络功能虚拟化(network functions virtualization，NFV)提供了一种设计、部署和管理网络服务的全新方式，5G网络切片系统建立在NFV之上。由于NFV需要大量的虚拟化资源，因此需要高度的软件管理，业界称之为编排。网络功能虚拟化管理和编排(NFVmanagement and orchestration，NFV MANO)是用于管理和协调虚拟化网络功能(virtualised network function，VNF)和其他软件组件的架构框架。

欧洲电信标准协会(ETSI)行业规范组(ISG NFV)定义了MANO架构，以便在与专用物理设备分离并移动到虚拟机(virtual machine，VM)时促进服务的部署和连接。

如图1所示，ETSI发布的NFV MANO架构中包括三个主要功能块：NFV编排器、VNF管理器以及虚拟基础设施管理器(virtualised infrastructure manager，VIM)。

其中，NFV编排器由两层构成：服务编排和资源编排，可以控制新的网络服务并将VNF集成到虚拟架构中。NFV编排器还能够验证并授权NFV基础设施(NFV infrastructure，NFVI)的资源请求。VNF管理器能够管理VNF的生命周期。VIM能够控制并管理NFV基础设施，包括计算、存储和网络等资源。

现有的NFV MANO系统基本上是基于ETSI NFV发布的MANO的规范进行的，并且多采用开源集成方式。这种开源的NFV MANO系统庞大，效率时延要求较低，难以满足5G切片的性能要求。

发明内容

本申请实施例提供了一种网络切片管理编排系统。

该网络切片管理编排系统，包括：网络功能虚拟化编排(NFVO)模块、虚拟化网络功能管理(VNFM)模块以及虚拟化基础设施管理(VIM)模块，所述NFVO模块、所述VNFM模块和所述VIM模块提供有公共管理接口。所述NFVO模块，用于通过所述NFVO的公共管理接口接收网络管理系统的网络管理消息并进行处理，接收用户界面模块的人机交互消息并进行处理，并在所述处理过程中，调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理，和/或调用所述VNFM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理。所述VNFM模块，用于通过所述VNFM的公共管理接口接收所述NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息并进行处理，接收网元管理系统的网元管理消息并进行处理，接收虚拟化网络功能系统(VNFS)的虚拟化网络管理消息并进行处理，并在所述处理过程中调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理。所述VIM模块，用于调用网络功能虚拟化基础设施进行基于网络切片的虚拟基础设施管理。

在一种可能的实现方式中，所述NFVO模块，包括：公共管理接口模块，用于接收网络管理系统的网络管理消息，接收用户界面模块的人机交互消息，并将接收到的消息存储于消息队列；NFVO任务模块，用于对所述消息队列中存储的消息进行处理，并在所述处理过程中，调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切换的虚拟资源管理，和/或调用所述VNFM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理。

在一种可能的实现方式中，所述公共管理接口模块，还用于：若确定接收到的消息为网络管理系统或用户界面模块发送的数据获取请求消息，则通过访问数据库获得所请求获取的数据，并返回给发送所述数据获取请求的网络管理系统或用户界面模块。

在一种可能的实现方式中，所述NFVO任务模块包括：编排任务模块、资源管理任务模块、监控任务模块和定时器任务模块，所述消息队列包括：编排消息队列、资源管理消息队列、监控消息队列和定时器消息队列；其中，编排任务模块对应于编排任务线程池，资源管理任务模块对应于资源管理任务线程池，监控任务模块对应于监控任务线程池；所述公共管理接口模块，还用于将接收到的网络功能虚拟化编排管理消息分发到所述编排消息队列，将接收到的资源管理消息分发到所述资源管理消息队列，将接收到的虚拟机VM数据监控消息分发到所述监控消息队列，将接收到的定时器管理消息分发到所述定时器消息队列；所述编排任务模块，用于对所述编排消息队列中的消息进行处理；所述资源管理任务模块，用于对所述资源管理消息队列中的消息进行处理；所述监控任务模块，用于对所述监控消息队列中的消息进行处理；所述定时器任务模块，用于对所述定时器消息队列中的消息进行处理。

在一种可能的实现方式中，所述VNFM模块，包括：公共管理接口模块，用于接收所述NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息，接收网元管理系统的网元管理消息，并将接收到的消息存储于消息队列；VNFM任务模块，用于对所述消息队列中存储的消息进行处理，并在所述处理过程中调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理。

在一种可能的实现方式中，所述公共管理接口模块，还用于：若确定接收到的消息为所述NFVO模块或所述网元管理系统发送的数据获取请求消息，则通过访问数据库获得所请求获取的数据，并返回给发送所述数据获取请求的NFVO模块或网元管理系统。

在一种可能的实现方式中，所述VNFM任务模块包括：虚拟化网络功能管理模块、虚拟化网络功能监控任务模块、虚拟化网络功能CFPS管理模块和定时器任务模块，所述消息队列包括：管理消息队列、监控消息队列、CFPS消息队列和定时器消息队列；其中，虚拟化网络功能管理模块对应于虚拟化网络功能管理任务线程池，虚拟化网络功能监控任务模块对应于虚拟化网络功能监控任务线程池，虚拟化网络功能CFPS管理模块对应于虚拟化网络功能CFPS管理任务线程池；

所述公共管理接口模块，还用于将接收到的虚拟化网络功能管理消息分发到所述管理消息队列，将接收到的虚拟化网络功能监控消息分发到所述监控消息队列，将接收到的虚拟化网络功能CFPS消息分发到所述CFPS消息队列，将接收到的定时器管理消息分发到所述定时器消息队列；所述虚拟化网络功能管理模块，用于对所述管理消息队列中的消息进行处理；所述虚拟化网络功能监控任务模块，用于对所述监控消息队列中的消息进行处理；所述虚拟化网络功能CFPS管理模块，用于对所述CFPS消息队列中的消息进行处理；所述定时器任务模块，用于对所述定时器消息队列中的消息进行处理。

在一种可能的实现方式中，所述网络切片管理编排系统还包括VM数据采集监控模块，所述VIM模块中还包括VM数据采集监控代理模块；所述VM数据采集监控代理模块，用于按照设定周期将VM状态信息以及VM资源占用信息发送给所述VM数据采集监控模块；所述VM数据采集监控模块，用于接收保存所述VM数据采集监控代理模块发送的VM状态信息以及VM资源占用信息。

在一种可能的实现方式中，所述VM数据监控采集模块，包括：接口模块，用于将从所述VM数据采集监控代理模块接收的VM监控消息分发到VM监控消息队列，将从所述VM数据采集监控代理模块接收的VM性能消息分发到VM性能消息队列；VM监控任务模块，用于对所述VM监控消息队列中的消息进行处理；其中，VM监控任务模块对应于VM监控任务线程池；VM性能任务模块，用于对所述VM性能消息队列中的消息进行处理；其中，VM性能任务模块对应于VM性能任务线程池。

在一种可能的实现方式中，所述VNFM模块为多个，所述多个VNFM模块分布式部署；和/或，所述VIM模块为多个，所述多个VIM模块分布式部署。

本申请的上述实施例中，由于网络切片管理编排系统中的NFVO模块、VNFM模块和VIM模块提供有公共管理接口，通过该接口可以与该系统的外部系统或模块进行消息交互，也可以通过该接口与该系统内部的其他模块进行消息交互，从而可以基于消息触发机制实现相应的处理流程，为网络切片管理和编排提供了一种轻量级的系统。

附图说明

图1为现有技术中ETSI发布的NFV MANO架构示意图；

图2为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统的运行架构示意图；

图4为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统中NFVO模块的工作架构示意图；

图5为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统中NFVO模块的架构示意图；

图6为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统中VNFM模块的工作架构示意图；

图7为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统中VNFM模块的工作架构示意图；

图8为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统中VM数据采集监控模块的工作架构示意图。

具体实施方式

现有技术中的管理编排系统通常是一套统一的适用各种场合的管理编排系统，往往存在复杂低效难用的问题，难以满足电信产品的需求。

本申请实施例给出了一轻量级的可用于5G网络切片的管理编排系统，采用事件驱动架构、分布式异步架构模式，综合考虑事件驱动和公共管理接口的需要设计系统工作架构，核心模块统一设计为进程之上运行多个线程池，线程池并行工作，从消息队列消费消息的工作模式，高效可扩展的提供管理编排服务。

本申请实施例提供的网络切片管理编排系统，用于对网络切片进行管理和编排。该系统为非开源的，轻量级的系统。该系统可用于5G通信系统或者其演进系统。

其中，一个网络切片在逻辑上由切片子网构成，网络切片子网作为一个网络切片由一个或多个虚拟化网络功能(VNF)、虚拟连接(virtual link，VL)以及VNF转发图(VNFforwarding graph，VNFFG)组成。其中，VL是两个连接点(connect point，CP)间的连接，对于本申请实施例，CP是VNF对外提供的连接点。

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

参见图2，为本申请实施例提供的网络切片管理编排系统的结构示意图。该图示出了网络切片管理编排系统的逻辑架构。

如图所示，该系统可包括：网络功能虚拟化编排(NFV orchestration，NFVO)模块、VNF管理(VNF manager，VNFM)模块以及虚拟化基础设施管理(virtualisedinfrastructure manager，VIM)模块。

其中，NFVO模块、VNFM模块和VIM模块提供有公共管理接口。该公共管理接口对应有消息交互规则、处理逻辑等。可选地，该公共管理接口可以表现为应用程序编程接口(application programming interface，API)。

该公共管理接口可基于restful架构进行设计。restful架构提供了一组设计原则和约束条件，主要用于交互类的应用。基于restful架构设计的应用可以更简洁，更有层次，更易于实现缓存等机制。满足restful架构的约束条件和原则的接口，可称为restful接口。即，本申请实施例中的公共管理接口也可称为restful接口。

如图2所示，在上述网络切片管理编排系统内部，NFVO模块与VNFM模块之间连接，VNFM模块与VIM模块连接，NFVO模块与NFVO模块连接。可选地，它们之间的接口可基于restful架构进行设计，即它们之间的接口为restful接口。

NFVO模块还可以基于其提供的公共管理接口与外部的网络管理系统(networkmanagement system，NMS)和用户界面(user interface，UI)模块连接。VNFM模块还可以基于其提供的公共管理接口与外部的网元管理系统(element management system，EMS)和虚拟化网络功能系统(VNF system，VNFS)连接。VIM模块还可以基于其提供的公共管理接口与外部的网络功能虚拟化基础设施(NFVI)连接。

其中，用户界面模块(UI模块)可包括UI前端和UI后端。UI前端即为浏览器，主要负责用户界面的呈现以及人机交互。UI后端主要负责用户界面的管理表单等的绘制处理，以及采用公共管理接口(如restful接口)与NFVO模块进行交互以获取用户界面所要呈现的数据。

可选地，NFVO模块与VNFM模块可以部署在不相同的数据中心，VNFM模块随VNFS部署在中央数据中心，或者部署在汇聚数据中心，也可以部署在网络边缘数据中心。

可选地，VIM模块用于部署VNF。VNF可能是核心功能的网元，部署在中央数据中心，也可能是边缘功能的网元，部署在边缘数据中心。

可选地，VIM模块可以是一个或多个。如果上述网络切片管理编排系统中包括多个VIM模块，则该多个VIM模块可以分布式部署。

可选地，VNFM模块可以是一个或多个。如果上述网络切片管理编排系统中包括多个VNFM模块，则该多个VNFM模块可以分布式部署。

可选地，上述网络切片管理编排系统中还可包括切片管理模块。切片管理模块可以作为一个独立的模块，也可以集成于NFVO模块。切片管理模块与UI模块之间连接。

可选地，上述网络切片管理编排系统中还可包括虚拟机(Virtual Machine，VM)数据采集监控模块，VIM模块中还可包括VM数据采集监控代理模块，所述VM数据采集监控模块与所述VM数据采集监控代理模块之间连接。

可选地，上述网络切片管理编排系统中还可包括数据库。NFVO模块、VNFM模块以及VM数据采集监控模块均可访问该数据库。可选地，所述数据库也可以是分布式数据库。

下面对上述网络切片管理编排系统中的各模块进行详细描述。

NFVO模块主要用于通过NFVO的公共管理接口接收网络管理系统(NMS)的网络管理消息并进行处理，接收用户界面模块(UI模块)的人机交互消息并进行处理，并在所述处理过程中，调用VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理，和/或调用VNFM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理。

其中，所述人机交互消息可包括数据获取请求消息，以便UI模块通过NFVO模块获取网络功能虚拟化编排的相关信息或其他信息，从而可以将获取到的信息在用户界面中显示。

本申请实施例中，VNFM模块独立于其所管理/编排的VNF所提供的逻辑功能，VNFM模块针对实例化VNF的管理通常不包含逻辑功能的配置。大多数VNFM模块是公共功能，可应用于任何类型VNF。

VNFM模块主要用于通过VNFM的公共管理接口接收NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息并进行处理，接收网元管理系统(EMS)的网元管理消息并进行处理，接收虚拟化网络功能系统(VNFS)的虚拟化网络管理消息并进行处理，并在所述处理过程中调用VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理。

其中，VNFM模块与VNFS之间可通过公共管理接口交互VNF性能、故障、配置、告警相关的消息，从而进行VNF性能、故障、配置、告警等管理。

VIM模块主要用于调用网络功能虚拟化基础设施(NFVI)进行基于网络切片的虚拟基础设施管理。比如，对基于网络切片的虚拟基础设施进行计算，存储虚拟基础设施相关信息，对网络节点进行管理等。

VM数据采集监控代理模块主要用于按照设定周期将VM状态信息以及VM资源占用信息发送给VM数据采集监控模块。VM数据采集监控模块主要用于接收保存所述VM数据采集监控代理模块发送的VM状态信息以及VM资源占用信息。具体地，VM数据采集监控代理模块上部署代理程序，周期的发送资源监测消息到资源监控接收任务，VM监控任务模块收到数据写数据库。对物理主机的监控，在计算节点和控制节点运行主机监控程序，采集主机信息，在控制上还运行监控数据收集和转发程序，将监控数据转发到NFVO模块的资源接收任务，资源接收任务收到数据写数据库。

基于上述网络切片管理编排系统，VFN生命周期管理过程的具体实现方式可以是：NFVO模块调用VNFM模块的restful接口，向VNFM模块发送VNF生命周期管理消息；VNFM模块接收NFVO模块发来的VNF生命周期管理消息，并进行VNF生命周期管理。

图3示出了上述网络切片管理编排系统的开发框架，其描述了相关进程与第三方组件之间进行交互的结构。该开发框架可适用于上述网络切片管理编排系统中的NFVO模块和VNFM模块。

如图所示，NFVO模块和VNFM模块的公共管理接口可采用Nginx+uWsgi+Flask Web框架实现。

NFVO模块的公共管理接口接收到外部系统或模块(比如网络管理系统或用户界面模块)发送的消息后，将该消息通过消息队列发送给NFVO进程进行处理，如图中虚线箭头线所示。NFVO进程对来自于该消息队列的消息进行处理，在处理过程中，可能调用VIM模块或VNFM模块的公共管理接口，以使VIM模块或VNFM模块进行相应处理，如图中的实线箭头线所示。

VNFM模块的公共管理接口接收到外部系统或模块(比如网元管理系统或虚拟化网络功能系统)发送的消息或者接收到来自NFVO模块的消息后，将该消息通过消息队列发送给VNFM进程进行处理，如图中虚线箭头线所示。VNFM进程对来自于该消息队列的消息进行处理，在处理过程中，可能调用VIM模块的公共管理接口，以使VIM模块进行相应处理，如图中的实线箭头线所示。

VM数据采集监控线程可调用VNFM模块的公共管理接口，从而可以从VNFM模块获取VM数据或者对VM数据进行监控。

进一步地，VFVO进程还可以向VM数据采集监控线程发送消息，VM数据采集监控线程向VIM模块中的VM数据采集监控代理发送消息，以实现VM数据采集和监控的相关处理或者获取VM数据采集和监控的相关数据，如图中虚线箭头线所示。

进一步地，VNFM进程还可以调用NFVO模块的公共管理接口，以实现虚拟化网络功能管理等相关处理，如图中的实线箭头线所示。

进一步地，NFVO进程、VNFM进程、VM数据采集监控线程以及NFVO模块和VNFM模块的公共管理接口，均可以访问数据库，如图中的点划线箭头线所示。

可选地，上述各进程可并行运行。

基于上述图3所示的网络切片管理编排系统的开发框架，图4示出了该系统中的NFVO模块的架构。

如图4所示，NFVO模块可包括：公共管理接口模块和NFVO任务模块。其中，公共管理接口模块对应于图3中的NFVO模块的公共管理接口，NFVO任务模块对应于图3中的NFVO进程。

公共管理接口模块用于接收网络管理系统的网络管理消息，接收用户界面模块的人机交互消息，并将接收到的消息存储于消息队列。NFVO任务模块用于对该消息队列中存储的消息进行处理，并在所述处理过程中，调用VIM模块的公共管理接口进行基于网络切换的虚拟资源管理，和/或调用VNFM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理。

其中，NFVO任务模块可以以切片模板、描述文件、记录文件、数据库数据为指导，按照规定的处理流程，调用其它模块的公共管理接口进行处理，或操作数据库进行数据的更新。

更具体地，NFVO任务模块可依赖知识文件并按照描述和记录进行工作，所述知识文件包括但不限于：切片模板、网络服务描述和记录、网元功能描述和记录、物理网络功能描述和记录、虚拟链路描述和转发图文件。

可选地，NFVO模块可依赖数据库服务，记录存储系统数据。比如，若公共管理接口模块接收到的消息为网络管理系统或用户界面模块发送的数据获取请求消息，则通过访问数据库获得所请求获取的数据，并返回给发送所述数据获取请求的网络管理系统或用户界面模块。

比如，以公共管理模块为restful接口模块作为例子，当NFVO模块的restful接口模块接收到的消息为get类型的消息，则该restful接口可直接访问数据库以获取相应数据，否则将该消息发送给NFVO任务模块进行处理。

可以看出，NFVO模块实现的处理过程，是从公共管理接口的消息事件作为触发来执行。具体实现过程中，NFVO模块可以以切片模板、描述文件、记录文件、数据库数据为指导，按照规定的处理流程，调用其它模块或访问数据库，以实现相应处理过程。

基于图4所示的架构，图5示出了NFVO模块内部的具体架构。

NFVO模块可统一设计为进程之上运行多个线程池，线程池并行工作，从消息队列消费消息的模式工作。

如图5所示，根据任务类型的不同，NFVO任务模块可包括：编排任务模块、资源管理任务模块、监控任务模块和定时器任务模块。相应地，消息队列可包括：编排消息队列、资源管理消息队列、监控消息队列和定时器消息队列。

其中，NFVO任务模块对应于NFVO任务进程，NFVO任务模块中的编排任务模块对应于NFVO任务进程的编排任务线程池，NFVO任务模块中的资源管理任务模块对应于NFVO任务进程的资源管理任务线程池，NFVO任务模块中的监控任务模块对应于NFVO任务进程的监控任务线程池，NFVO任务模块中的定时器任务模块对应于NFVO任务进程的定时器任务线程池。

编排任务模块、资源管理任务模块、监控任务模块和定时器任务模块可并行运行，即，编排任务线程、资源管理任务线程、监控任务线程和定时器任务线程可并行运行。

可选地，编排任务模块、资源管理任务模块、监控任务模块和定时器任务模块可分别包含多个模块，表示相应线程池中可包括多个线程，线程池中的多个线程可并行运行。比如，编排任务模块的数量为N(N为大于1的整数)个，即表示编排任务进程的线程池中有N个线程，这N个线程可并行执行。

公共管理接口模块将接收到的网络功能虚拟化编排管理消息分发到编排消息队列，将接收到的资源管理消息分发到资源管理消息队列，将接收到的VM数据监控消息分发到监控消息队列，将接收到的定时器管理消息分发到定时器消息队列。

编排任务模块可对编排消息队列中的消息进行处理，以实现网络功能虚拟化管理和编排任务。具体地，编排任务模块可通过编排网络切片的模板结构，定义提供特定服务的虚拟网络拓扑，包括组成网络切片的VNF、VNF与VNF之间的VL、VNF之间的VNFFG，以及网络切片所需要的客户化参数等元素。编排任务模块可实现业务编排和执行及网络切片的生命周期管理，以及策略的处理等。

资源管理任务模块可对资源管理消息队列中的消息进行处理，以实现虚拟资源的分配和管理等任务。具体地，资源管理任务模块可实现从底层NFVI资源到上层网络切片资源的管理，以及资源相关的策略管理，还有VNF包管理，软件镜像管理，资源管理支持跨VIM的资源编排，协同编排管理，实现编排管理对于VNF资源的预留和分配。

监控任务模块可对监控消息队列中的消息进行处理，以实现VM数据的采集和监控。具体地，为了保障网络切片和VNF实例的运行，通过监控任务模块集中运行监控，包括告警、性能、状态和系统监控，支持网络切片业务层面监控、网络切片层面监控、VNF运行实例监控以及底层资源层的监控保障等。实现分层关联的网络切片监控和NFVI性能监控。

定时器任务模块可对定时器消息队列中的消息进行处理，以实现定时器处理或周期性任务。

基于上述图3所示的网络切片管理编排系统的开发框架，图6示出了该系统中的VNFM模块的架构。

如图6所示，VNFM模块可包括：公共管理接口模块和VNFM任务模块。其中，公共管理接口模块对应于图3中的VNFM模块的公共管理接口，VNFM任务模块对应于图3中的VNFM进程。

公共管理接口模块用于接收NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息，接收网元管理系统的网元管理消息，并将接收到的消息存储于消息队列。VNFM任务模块用于对消息队列中存储的消息进行处理，并在处理过程中调用VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理。

可选地，VNFM模块可依赖数据库服务，记录存储系统数据。比如，若共管理接口模块在接收到的消息为NFVO模块或网元管理系统发送的数据获取请求消息，则通过访问数据库获得所请求获取的数据，并返回给发送所述数据获取请求的NFVO模块或网元管理系统。

比如，以公共管理模块为restful接口模块作为例子，当VNFM模块的restful接口模块接收到的消息为get类型的消息，则该restful接口可直接访问数据库以获取相应数据，否则将该消息发送给VNFM任务模块进行处理。

可以看出，VNFM模块实现的处理过程，是从公共管理接口的消息事件作为触发来执行。

基于图6所示的架构，图7示出了VNFM模块内部的具体架构。

VNFM模块可统一设计为进程之上运行多个线程池，线程池并行工作，从消息队列消费消息的模式工作。

如图7所示，根据任务类型的不同，VNFM任务模块可包括：虚拟化网络功能管理模块、虚拟化网络功能监控任务模块、虚拟化网络功能CFPS(config，fault，perform，security，配置，故障、性能，安全)管理模块和定时器任务模块。相应地，消息队列可包括：管理消息队列、监控消息队列、CFPS消息队列和定时器消息队列。

其中，VNFM任务模块对应于VNFM任务进程，VNFM任务模块中的虚拟化网络功能管理模块对应于VNFM任务进程的虚拟化网络功能管理任务线程池，VNFM任务模块中的虚拟化网络功能监控任务模块对应于VNFM任务进程的虚拟化网络功能监控任务线程池，VNFM任务模块中的虚拟化网络功能CFPS管理模块对应于VNFM任务进程的虚拟化网络功能CFPS管理任务线程池，VNFM任务模块中的定时器任务模块对应于VNFM任务进程的定时器任务线程池。

虚拟化网络功能管理模块、虚拟化网络功能监控任务模块、虚拟化网络功能CFPS管理模块和定时器任务模块可并行运行，即，虚拟化网络功能管理任务线程、虚拟化网络功能监控任务线程、虚拟化网络功能CFPS管理任务线程和定时器任务线程可并行运行。

可选地，虚拟化网络功能管理模块、虚拟化网络功能监控任务模块、虚拟化网络功能CFPS管理模块和定时器任务模块可分别包含多个模块，表示相应线程池中可包括多个线程，线程池中的多个线程可并行运行。比如，虚拟化网络功能管理模块的数量为N(N为大于1的整数)个，即表示虚拟化网络功能管理任务进程的线程池中有N个线程，这N个线程可并行执行。

公共管理接口模块将接收到的虚拟化网络功能管理消息分发到管理消息队列，将接收到的虚拟化网络功能监控消息分发到监控消息队列，将接收到的虚拟化网络功能CFPS消息分发到CFPS消息队列，将接收到的定时器管理消息分发到定时器消息队列。

虚拟化网络功能管理模块可对管理消息队列中的消息进行处理，以实现网络功能虚拟化功能管理。具体地，该模块所实现的功能可包括传统的故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理(FCAPS)等。VNFM任务模块可将VNF在解耦的虚拟资源上安装、初始化、运行、扩缩容、升级、其中，下线的端到端生命周期管理。可由虚拟化网络功能管理模块实现。

虚拟化网络功能监控任务模块可对监控消息队列中的消息进行处理，以实现虚拟化网络功能监控等任务。具体地，虚拟化网络功能监控任务模块可以对VNF关键业绩指标(key performance indicators，KPI)进行监控，并依据KPI指标进行扩容或缩容。

虚拟化网络功能CFPS管理模块可对CFPS消息队列中的消息进行处理，以实现虚拟化网络功能CFPS。具体地，该模块可支持VNF实例生命周期管理需要的定制功能，定制可作为VNF服务包的一部分进行发布。VNF的CFPS管理功能由虚拟化网络功能CFPS管理模块实现。

定时器任务模块可对定时器消息队列中的消息进行处理，以实现定时器处理或周期性任务。

基于上述图3所示的网络切片管理编排系统的开发框架，图8示出了该系统中的VM时刻采集监控模块的架构。

如图8所示，VM数据采集监控模块可包括：接口模块、VM监控任务模块、VM性能任务模块。

其中，VM数据采集监控模块对应于VM数据采集监控进程。VM监控任务模块对应于VM数据采集监控进程中的VM监控任务线程池，VM性能任务模块对应于VM数据采集监控进程中的VM性能任务线程池。

VM监控任务模块、VM性能任务模块和定时器任务模块可并行运行，即，VM监控任务线程、VM性能任务线程和定时器任务线程可并行运行。

可选地，VM监控任务模块、VM性能任务模块和定时器任务模块可分别包含多个模块，表示相应线程池中可包括多个线程，线程池中的多个线程可并行运行。比如，VM监控任务模块的数量为N(N为大于1的整数)个，即表示VM监控任务的线程池中有N个线程，这N个线程可并行执行。

接口模块主要用于将从VM数据采集监控代理模块接收的VM监控消息分发到VM监控消息队列，将从VM数据采集监控代理模块接收的VM性能消息分发到VM性能消息队列。

VM监控任务模块主要用于对VM监控消息队列中的消息进行处理。具体地，VM监控任务模块收集虚机的状态和资源占用信息。每个虚机实例化后，在虚机上运行一个虚机代理程序，用来采集虚机的状态和资源信息。

VM性能任务模块用于对VM性能消息队列中的消息进行处理。

通过以上描述可以看出，本申请实施例提供的网络切片管理编排系统基于事件驱动架构、分布式异步架构模式，由消息事件触发，推动处理过程往下执行，采用线程池，消息队列。公共管理接口要求是面向资源的，模块间通过公共管理接口只看到对方的资源。本申请实施例综合考虑事件驱动和公共管理接口的需要设计系统工作架构。

综上所述，本申请实施例提供的网络切片管理编排系统是一轻量级的系统，可应用于5G网络切片的管理和编排，以满足电信级性能时延和可靠性要求。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种网络切片管理编排系统，其特征在于，包括：网络功能虚拟化编排NFVO模块、虚拟化网络功能管理VNFM模块以及虚拟化基础设施管理VIM模块，所述NFVO模块、所述VNFM模块和所述VIM模块提供有公共管理接口；

所述NFVO模块，用于通过所述NFVO的公共管理接口接收网络管理系统的网络管理消息并进行处理，接收用户界面模块的人机交互消息并进行处理，并在所述处理过程中，调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理，和/或调用所述VNFM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理；

所述VNFM模块，用于通过所述VNFM的公共管理接口接收所述NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息并进行处理，接收网元管理系统的网元管理消息并进行处理，接收虚拟化网络功能系统VNFS的虚拟化网络管理消息并进行处理，并在所述处理过程中调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理；

所述VIM模块，用于调用网络功能虚拟化基础设施进行基于网络切片的虚拟基础设施管理。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述NFVO模块，包括：

公共管理接口模块，用于接收网络管理系统的网络管理消息，接收用户界面模块的人机交互消息，并将接收到的消息存储于消息队列；

NFVO任务模块，用于对所述消息队列中存储的消息进行处理，并在所述处理过程中，调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切换的虚拟资源管理，和/或调用所述VNFM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟化网络功能管理。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述公共管理接口模块，还用于：

若确定接收到的消息为网络管理系统或用户界面模块发送的数据获取请求消息，则通过访问数据库获得所请求获取的数据，并返回给发送所述数据获取请求的网络管理系统或用户界面模块。

4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述NFVO任务模块包括：编排任务模块、资源管理任务模块、监控任务模块和定时器任务模块，所述消息队列包括：编排消息队列、资源管理消息队列、监控消息队列和定时器消息队列；其中，编排任务模块对应于编排任务线程池，资源管理任务模块对应于资源管理任务线程池，监控任务模块对应于监控任务线程池；

所述公共管理接口模块，还用于将接收到的网络功能虚拟化编排管理消息分发到所述编排消息队列，将接收到的资源管理消息分发到所述资源管理消息队列，将接收到的虚拟机VM数据监控消息分发到所述监控消息队列，将接收到的定时器管理消息分发到所述定时器消息队列；

所述编排任务模块，用于对所述编排消息队列中的消息进行处理；

所述资源管理任务模块，用于对所述资源管理消息队列中的消息进行处理；

所述监控任务模块，用于对所述监控消息队列中的消息进行处理；

所述定时器任务模块，用于对所述定时器消息队列中的消息进行处理。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述VNFM模块，包括：

公共管理接口模块，用于接收所述NFVO模块的虚拟化网络功能管理消息，接收网元管理系统的网元管理消息，并将接收到的消息存储于消息队列；

VNFM任务模块，用于对所述消息队列中存储的消息进行处理，并在所述处理过程中调用所述VIM模块的公共管理接口进行基于网络切片的虚拟资源管理。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述公共管理接口模块，还用于：

若确定接收到的消息为所述NFVO模块或所述网元管理系统发送的数据获取请求消息，则通过访问数据库获得所请求获取的数据，并返回给发送所述数据获取请求的NFVO模块或网元管理系统。

7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述VNFM任务模块包括：虚拟化网络功能管理模块、虚拟化网络功能监控任务模块、虚拟化网络功能配置、故障、性能、安全CFPS管理模块和定时器任务模块，所述消息队列包括：管理消息队列、监控消息队列、CFPS消息队列和定时器消息队列；其中，虚拟化网络功能管理模块对应于虚拟化网络功能管理任务线程池，虚拟化网络功能监控任务模块对应于虚拟化网络功能监控任务线程池，虚拟化网络功能CFPS管理模块对应于虚拟化网络功能CFPS管理任务线程池；

所述公共管理接口模块，还用于将接收到的虚拟化网络功能管理消息分发到所述管理消息队列，将接收到的虚拟化网络功能监控消息分发到所述监控消息队列，将接收到的虚拟化网络功能CFPS消息分发到所述CFPS消息队列，将接收到的定时器管理消息分发到所述定时器消息队列；

所述虚拟化网络功能管理模块，用于对所述管理消息队列中的消息进行处理；

所述虚拟化网络功能监控任务模块，用于对所述监控消息队列中的消息进行处理；

所述虚拟化网络功能CFPS管理模块，用于对所述CFPS消息队列中的消息进行处理；

所述定时器任务模块，用于对所述定时器消息队列中的消息进行处理。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络切片管理编排系统还包括VM数据采集监控模块，所述VIM模块中还包括VM数据采集监控代理模块；

所述VM数据采集监控代理模块，用于按照设定周期将VM状态信息以及VM资源占用信息发送给所述VM数据采集监控模块；

所述VM数据采集监控模块，用于接收保存所述VM数据采集监控代理模块发送的VM状态信息以及VM资源占用信息。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述VM数据监控采集模块，包括：

接口模块，用于将从所述VM数据采集监控代理模块接收的VM监控消息分发到VM监控消息队列，将从所述VM数据采集监控代理模块接收的VM性能消息分发到VM性能消息队列；

VM监控任务模块，用于对所述VM监控消息队列中的消息进行处理；其中，VM监控任务模块对应于VM监控任务线程池；

VM性能任务模块，用于对所述VM性能消息队列中的消息进行处理；其中，VM性能任务模块对应于VM性能任务线程池。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述VNFM模块为多个，所述多个VNFM模块分布式部署；和/或，

所述VIM模块为多个，所述多个VIM模块分布式部署。

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