CN110855542B - 传送网络切片的管理方法、系统及装置 - Google Patents

传送网络切片的管理方法、系统及装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种传送网络切片的管理方法、系统、装置及计算机可读存储介质，涉及传送网技术领域。其中的传送网络切片的管理方法包括：基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽；对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例；在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。本公开创建的网络切片为通道级硬切片，通过分配专用ODUk通道能够满足高等级业务的带宽和时延需求；不同网络切片的路由信息完全隔离，能够提高网络切片路由控制层面的可靠性和安全性。

Description

传送网络切片的管理方法、系统及装置
技术领域
本公开涉及传送网技术领域，特别涉及一种传送网络切片的管理方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
5G网络可以提供3大类业务：eMBB(Enhance Mobile Broadband，增强移动宽带)、uRLLC(Ultra Reliable&LowLatency Communication，超高可靠超低时延通信)和mMTC(massive Machine Type of Communication，海量机器类通信)。不同业务场景对网络要求差异明显，如时延、峰值速率、QoS(Quality of Service，服务质量)等要求都不相同。为了更好地支持不同的应用，5G将支持网络切片能力，每个网络切片将拥有自己独立的网络资源和管控能力。另一方面，可以将物理网络按不同租户(如虚拟运营商)需求进行切片，形成多个并行的虚拟网络。
发明内容
本公开解决的一个技术问题是，如何创建通道级硬切片，以满足5G不同业务的承载需求。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种传送网络切片的管理方法，包括：基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽；对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例。
在一些实施例中在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。
在一些实施例中，ODUk通道两端的网络节点为OTN设备的IP功能单元或MPLS功能单元，ODUk通道经过的网络节点为OTN设备的ODU交叉功能单元。
在一些实施例中，还包括：为各个网络切片分配切片标识；配置客户侧端口标识、虚拟局域网络标识、切片标识以及虚拟专用网络标识之间的映射关系；利用客户侧端口标识或者客户业务流的虚拟专用网络标识查询映射关系，为客户业务流选择对应的网络切片和虚拟专用网络。
在一些实施例中，还包括：通过在相同的路由域内新建ODUk直达链路或删除ODUk直达链路的方式，修改网络切片的逻辑拓扑；根据网络切片中的业务流量动态调整网络切片的链路带宽；查询网络切片的逻辑拓扑、运行状态以及链路带宽利用率；删除网络切片，并释放为删除的网络切片分配的网络资源。
根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种传送网络切片的管理系统，包括网络切片创建模块，被配置为：基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽；对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例。
在一些实施例中，网络切片创建模块还被配置为：在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。
在一些实施例中，ODUk通道两端的网络节点为OTN设备的IP功能单元或MPLS功能单元，ODUk通道经过的网络节点为OTN设备的ODU交叉功能单元。
在一些实施例中，还包括网络切片选择模块，被配置为：为各个网络切片分配切片标识；配置客户侧端口标识、虚拟局域网络标识、切片标识以及虚拟专用网络标识之间的映射关系；利用客户侧端口标识或者客户业务流的虚拟局域网络标识查询映射关系，为客户业务流选择对应的网络切片和虚拟专用网络。
在一些实施例中，还包括网络切片管理模块，被配置为：通过在相同的路由域内新建ODUk直达链路或删除ODUk直达链路的方式，修改网络切片的逻辑拓扑；根据网络切片中的业务流量动态调整网络切片的链路带宽；查询网络切片的逻辑拓扑、运行状态以及链路带宽利用率；删除网络切片，并释放为删除的网络切片分配的网络资源。
根据本公开实施例的又一个方面，提供了一种传送网络切片的管理装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述的传送网络切片的管理方法。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现前述的传送网络切片的管理方法。
本公开创建的网络切片为通道级硬切片，通过分配专用ODUk通道能够满足高等级业务的带宽和时延需求；不同网络切片的路由信息完全隔离，能够提高网络切片路由控制层面的可靠性和安全性；一个通道级硬切片可以提供多个多协议标签转换VPN，增强了网络切片承载业务的能力。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了基于FlexE技术的链路级硬切片示意图。
图2示出了本公开一个实施例的传送网络切片的管理方法的流程示意图。
图3示出了通道级硬切片的结构示意图。
图4A示出了OTN网络的物理拓扑。
图4B示出了根据物理拓扑创建的链路级硬切片的逻辑拓扑。
图4C示出了根据物理拓扑创建的通道级硬切片的逻辑拓扑。
图4D示出了链路级硬切片以及通道级硬切片的结构对比图。
图5示出了本公开另一个实施例的传送网络切片的管理方法的流程示意图。
图6示出了为业务流选择网络切片的示意图。
图7示出了本公开又一个实施例的传送网络切片的管理方法的流程示意图。
图8示出了本公开一个实施例的传送网络切片的管理系统的结构示意图。
图9示出了本公开一个实施例的传送网络切片的管理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
发明人研究发现，目前的IP网络采用MPLS(Multi-Protocol Label Switching多协议标签转换)VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)可以提供软切片，不同软切片共享链路资源，通过IP/MPLS QoS机制提供切片所需的服务质量。但在网络拥塞时无法保障高等级业务的时延性能。通过引入FlexE等时分复用技术对链路资源进行硬隔离可支持链路级硬切片，从而保证在该链路上的硬切片之间的业务不会互相影响。图1示出了基于FlexE技术的链路级硬切片示意图。从全网角度看，当多个链路的业务汇聚到一条链路上时，网络中间节点仍然可能发生拥塞。
从本质上来看，网络切片就是对网络资源的划分。而OTN(光传送网，OpticalTransportNetwork)具有天然的网络切片承载能力，每种5G网络切片可以由独立的光波长或ODU通道来承载，提供严格的业务隔离和服务质量保障。针对上述需求和问题，本公开提出了一种传送网络切片的管理方法，能够创建、修改、删除通道级硬切片，满足5G不同业务的承载需求。
传送网络切片是针对具体应用场景的需求，将网络资源(拓朴、节点、链路、转发资源等)进行逻辑抽象和虚拟化而形成的虚拟网络。每个网络切片都可以独立进行相应的业务部署、控制和管理策略。为了便于说明，下面以支持IP或MPLS功能的OTN设备为例进行方案说明。
首先结合图2描述本公开传送网络切片的管理方法的一个实施例。
图2示出了本公开一个实施例的传送网络切片的管理方法的流程示意图。如图2所示，该实施例中的传送网络切片的管理方法包括步骤S202～步骤S206。
在步骤S202中，基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽。
图3示出了通道级硬切片的结构示意图。如图3所示，OTN网络架构中位于M2层级的OTN设备M21及M22、位于M3层级的OTN设备M31及M32、位于M4层级的OTN设备M4之间存在两个ODUk隧道，OTN设备的P代表IP功能单元或MPLS功能单元，OTN设备的O代表ODU交叉功能单元。ODUk通道两端的网络节点为OTN设备的IP功能单元或MPLS功能单元，ODUk通道经过的网络节点为OTN设备的ODU交叉功能单元。
在步骤S204中，对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例。
按照逻辑拓扑、链路带宽等需求创建通道级网络切片后，可以为各个网络切片分配网络资源，配置所需的控制协议。图4A示出了OTN网络的物理拓扑，物理拓扑中包括节点M21、M22、M31、M32、M41、M42，节点之间的数字表示链路带宽。图4B示出了根据图4A创建的链路级硬切片的逻辑拓扑。图4C示出了根据图4A创建的通道级硬切片的逻辑拓扑。图中节点间的实线表示共享资源，虚线表示专用资源。图4D示出了根据图4B创建的链路级硬切片以及根据图4C创建的通道级硬切片的结构对比图。两个网络切片是由同一个物理网络进行节点和链路资源的划分后得到的，节点资源划分通过运行不同的路由进程实现，链路资源划分通过按带宽和连接需求建立ODUk实现。
可选的，在步骤S206中，在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。
例如，根据需要，可以在一个切片内可建立多个L3VPN。
上述实施例实现了通道级硬切片的网络切片创建，通过分配专用ODUk通道能够满足高等级业务的带宽和时延需求。同时，基于ODUk通道进行网络切片拓扑的创建和资源分配，不同网络切片在传送平面相互隔离互不影响；OTN设备为每个通道级硬切片运行独立的路由实例，实现不同网络切片在控制平面相互隔离。不同网络切片的路由信息完全隔离，能够提高网络切片路由控制层面的可靠性和安全性。此外，一个通道级硬切片可以提供多个多协议标签转换VPN，增强了网络切片承载业务的能力。
下面结合图5描述本公开传送网络切片的管理方法的另一个实施例。
图5示出了本公开另一个实施例的传送网络切片的管理方法的流程示意图。如图5所示，该实施例中的传送网络切片的管理方法包括步骤S508～步骤S512。
在步骤S508中，为各个网络切片分配切片标识。
例如，在创建网络切片时为每个网络切片分配一个切片ID(简称SID)。
在步骤S510中，配置客户侧端口标识、虚拟局域网络标识、切片标识以及虚拟专用网络标识之间的映射关系。
例如，通过网管系统或SDN控制器，可以配置客户侧端口、业务流的虚拟局域网络标识VLAN ID(或IP QoS业务等级)、SID及虚拟专用网络标识VPN ID之间的映射关系表。表1示出了映射关系表的示意图。
表1
客户侧端口ID VLAN ID SID VPN ID
1 100 1 100
1 200 2 200
2 100 1 100
2 200 2 200
在步骤S512中，利用客户侧端口标识或者客户业务流的虚拟专用网络标识查询映射关系，为客户业务流选择对应的网络切片和虚拟专用网络。
图6示出了为业务流选择网络切片的示意图。如图6所示，在网络切片入口处，基于上述映射表，根据客户侧端口、客户业务流的VLAN ID或IP QoS选择对应的网络切片和VPN。在网络切片内，在VPN内根据私网IP地址进行路由转发，业务流到达切片出口节点。在网络切片出口处，基于上述映射表，将客户业务流发送到对应的客户侧端口。
上述实施例公开了网络切片选择及业务流处理方法，实现了根据业务流选择合适的网络切片和虚拟专用网络，使得业务流之间相互隔离。
下面结合图7描述本公开传送网络切片的管理方法的又一个实施例。
图7示出了本公开又一个实施例的传送网络切片的管理方法的流程示意图。如图7所示，该实施例中的传送网络切片的管理方法包括步骤S714～步骤S720。
在步骤S714中，通过在相同的路由域内新建ODUk直达链路或删除ODUk直达链路的方式，修改网络切片的逻辑拓扑。
本领域技术人员应理解，新建ODUk链路时，只能在一个路由域内新建ODUk链路，不能跨路由域建立ODUk链路，不能改变网络切片的路由域划分方式。
在步骤S716中，根据网络切片中的业务流量动态调整网络切片的链路带宽。
例如，可以根据网络切片中的业务流量实时动态修改网络切片链路的带宽。
在步骤S718中，查询网络切片的逻辑拓扑、运行状态以及链路带宽利用率。
例如，可以通过管理系统对网络切片进行查询和监控，查看特定网络切片的拓扑、运行状态、带宽利用率等。
在步骤S720中，删除网络切片，并释放为删除的网络切片分配的网络资源。
上述实施例提供了通道级硬切片全生命周期管理流程。引入网络切片是5G移动网络的主要特征之一，也是对承载网的关键需求之一。为了提供端到端的网络切片能力，需要无线网、核心网、承载网多网协同，以便实现网络切片创建、修改、删除的全生命周期自动化管理。
本领域技术人员应理解，根据实际需要，可同时支持软切片、链路级硬切片和通道级硬切片，满足5G不同业务的承载需求。其中，软切片通过MPLS VPN和QoS机制实现；链路级硬切片在软切片的基础上，在链路上通过FlexE或ODUk等时分复用技术对链路资源进行硬隔离实现；通道级硬切片通过节点的路由实例划分及ODUk硬管道实现的。
下面结合图8描述本公开一个实施例的传送网络切片的管理系统。
图8示出了本公开一个实施例的传送网络切片的管理系统的结构示意图。如图8所示，该实施例的传送网络切片的管理系统80包括：
网络切片创建模块802，被配置为：基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽；对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例。
在一些实施例中，网络切片创建模块802还被配置为：在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。
在一些实施例中，ODUk通道两端的网络节点为OTN设备的IP功能单元或MPLS功能单元，ODUk通道经过的网络节点为OTN设备的ODU交叉功能单元。
上述实施例实现了通道级硬切片的网络切片创建，通过分配专用ODUk通道能够满足高等级业务的带宽和时延需求。同时，基于ODUk通道进行网络切片拓扑的创建和资源分配，不同网络切片在传送平面相互隔离互不影响；OTN设备为每个通道级硬切片运行独立的路由实例，实现不同网络切片在控制平面相互隔离。不同网络切片的路由信息完全隔离，能够提高网络切片路由控制层面的可靠性和安全性。此外，一个通道级硬切片可以提供多个多协议标签转换VPN，增强了网络切片承载业务的能力。
在一些实施例中，管理系统80还包括网络切片选择模块804，被配置为：为各个网络切片分配切片标识；配置客户侧端口标识、虚拟局域网络标识、切片标识以及虚拟专用网络标识之间的映射关系；利用客户侧端口标识或者客户业务流的虚拟局域网络标识查询映射关系，为客户业务流选择对应的网络切片和虚拟专用网络。
上述实施例能够实现根据业务流选择合适的网络切片和虚拟专用网络，使得业务流之间相互隔离。
在一些实施例中，管理系统80还包括网络切片管理模块806，被配置为：通过在相同的路由域内新建ODUk直达链路或删除ODUk直达链路的方式，修改网络切片的逻辑拓扑；根据网络切片中的业务流量动态调整网络切片的链路带宽；查询网络切片的逻辑拓扑、运行状态以及链路带宽利用率；删除网络切片，并释放为删除的网络切片分配的网络资源。
上述实施例能够实现通道级硬切片全生命周期管理。引入网络切片是5G移动网络的主要特征之一，也是对承载网的关键需求之一。为了提供端到端的网络切片能力，需要无线网、核心网、承载网多网协同，以便实现网络切片创建、修改、删除的全生命周期自动化管理。
图9示出了本公开一个实施例的传送网络切片的管理装置的结构示意图。如图9所示，该实施例的传送网络切片的管理装置90包括：存储器910以及耦接至该存储器910的处理器920，处理器920被配置为基于存储在存储器910中的指令，执行前述任意一个实施例中的传送网络切片的管理方法。
其中，存储器910例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
传送网络切片的管理装置90还可以包括输入输出接口930、网络接口940、存储接口950等。这些接口930、940、950以及存储器910和处理器920之间例如可以通过总线960连接。其中，输入输出接口930为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口940为各种联网设备提供连接接口。存储接口950为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现前述任意一个实施例中的传送网络切片的管理方法。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传送网络切片的管理方法，包括：
基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽；
对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例；
其中，所述管理方法还包括：
为各个网络切片分配切片标识；
配置客户侧端口标识、虚拟局域网络标识、切片标识以及虚拟专用网络标识之间的映射关系；
利用客户侧端口标识或者客户业务流的虚拟专用网络标识查询所述映射关系，为客户业务流选择对应的网络切片和虚拟专用网络。
2.如权利要求1所述的管理方法，还包括：
在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。
3.如权利要求1所述的管理方法，其中，所述ODUk通道两端的网络节点为OTN设备的IP功能单元或MPLS功能单元，所述ODUk通道经过的网络节点为OTN设备的ODU交叉功能单元。
4.如权利要求1所述的管理方法，还包括：
通过在相同的路由域内新建ODUk直达链路或删除ODUk直达链路的方式，修改网络切片的逻辑拓扑；
根据网络切片中的业务流量动态调整网络切片的链路带宽；
查询网络切片的逻辑拓扑、运行状态以及链路带宽利用率；
删除网络切片，并释放为删除的网络切片分配的网络资源。
5.一种传送网络切片的管理系统，包括网络切片创建模块，被配置为：
基于ODUk通道创建各个网络切片的逻辑拓扑，并为各个网络切片分配链路带宽；对各个网络切片进行路由域划分，为各个网络切片运行独立的路由实例；
其中，所述的管理系统还包括网络切片选择模块，被配置为：
为各个网络切片分配切片标识；
配置客户侧端口标识、虚拟局域网络标识、切片标识以及虚拟专用网络标识之间的映射关系；
利用客户侧端口标识或者客户业务流的虚拟局域网络标识查询所述映射关系，为客户业务流选择对应的网络切片和虚拟专用网络。
6.如权利要求5所述的管理系统，其中，所述网络切片创建模块还被配置为：在每个网络切片内建立多个多协议标签转换MPLS虚拟专用网络VPN。
7.如权利要求5所述的管理系统，其中，所述ODUk通道两端的网络节点为OTN设备的IP功能单元或MPLS功能单元，所述ODUk通道经过的网络节点为OTN设备的ODU交叉功能单元。
8.如权利要求5所述的管理系统，还包括网络切片管理模块，被配置为：
通过在相同的路由域内新建ODUk直达链路或删除ODUk直达链路的方式，修改网络切片的逻辑拓扑；
根据网络切片中的业务流量动态调整网络切片的链路带宽；
查询网络切片的逻辑拓扑、运行状态以及链路带宽利用率；
删除网络切片，并释放为删除的网络切片分配的网络资源。
9.一种传送网络切片的管理装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至4中任一项所述的传送网络切片的管理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的传送网络切片的管理方法。
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