CN111083737A - 一种边缘mec中数据的分流方法和装置 - Google Patents

一种边缘mec中数据的分流方法和装置 Download PDF

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CN111083737A CN201811224468.3A CN201811224468A CN111083737A CN 111083737 A CN111083737 A CN 111083737A CN 201811224468 A CN201811224468 A CN 201811224468A CN 111083737 A CN111083737 A CN 111083737A
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Abstract

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种边缘MEC中数据的分流方法和装置。用于解决边缘MEC中数据的集中处理问题，保证网络服务的及时送达，该方法为：边缘UPF读取预设的分流规则后，接收边缘SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务，若是，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流，否则，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。这样，边缘UPF可以对不同类型的请求消息进行分流处理，提高边缘UPF对数据的处理能力，降低数据传输时延，提高网络服务效率，进一步提升用户体验。另外，边缘SMF可以对边缘UPF进行灵活调度，降低网络负荷，提升网络资源利用率。

Description

一种边缘MEC中数据的分流方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种边缘MEC中数据的分流方法和装置。
背景技术
随着移动互联网的快速发展，人们对移动业务的需求量迅速增加，网络资源日益紧缺，如何提升用户体验，降低网络资源消耗成为亟待解决的重要问题。
移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)作为云计算的演进，可以将应用程序托管从集中式数据中心下载到网络边缘，通过无线接入网络为用户提供就近的移动业务，以及移动业务所需的云计算功能。MEC在降低延迟和提升带宽效率方面具有明显优势，被认为是满足第五代移动通信系统(Fifth Generation，5G)要求的关键性能指标(KeyPerformance Indicator，KPI)之一。欧洲电信标准协会(European TelecommunicationsStandards Institute，ETSI)、第三代合作伙伴计划(Third Generation PartnershipProject，3GPP)、中国通信标准化协会(China Communications Standards Association，CCSA)等多个组织都对5G网络MEC技术做了标准化定义。
从MEC系统的角度来看，用户平面功能(UPF)可以看作是分布式和可配置的数据平面，在5G网络中的集成MEC部署中起关键作用。
按照目前的协议标准，在协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话建立以及PDU会话更新过程中，PDU可以通过服务连续性模式，比如，1、2、3，将数据包导入到边缘的UPF锚点上。会话管理功能(Session Management Function，SMF)在建立PDU会话，以及选择UPF后，才开始具体的个人会话流程，比如，SMF可以发起域名系统(Domain Name System，DNS)请求以访问某内容网页，或者输入某网络之间互连的协议(Internet Protocol，IP)以访问某服务。并且，SMF在选择UPF后，通过对选择的UPF的数据内容进行解析，才可以获知访问的服务是否部署在本地。
另外，根据现有技术以及PDU会话流程，在建立PDU会话以及选择UPF中，UPF的配置规则遵循能力开放功能(Network Exposure Function，NEF)-策略控制功能(PolicyControl Function，PCF)-会话管理功能SMF的路线，在某些特定部署中，本地UPF甚至是MEC的一部分，并且，SMF将用户所需内容进行集中处理，增加了网络负担和计算开销，降低网络资源利用率，进而，用户不能及时地获得所需移动业务，降低了用户体验。
因此，需要设计一种新方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种边缘MEC中数据的分流方法和装置，用以解决边缘MEC中数据的集中处理问题，保证网络服务的及时送达。
本发明实施例提供的技术方案如下：
一种边缘MEC中数据的分流方法，包括：
边缘用户平面功能UPF读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
所述边缘UPF接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
若是，所述边缘UPF基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
否则，所述边缘UPF基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
可选的，边缘UPF接收边缘SMF发送的请求消息之后，在判断所述请求消息是否为请求DNS服务之前，进一步包括：
边缘UPF接收边缘SMF发送的N4会话建立请求消息，并返回相应的N4会话建立响应消息，其中，若分配了边缘核心网CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述响应消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘SMF。
可选的，边缘UPF判断所述请求消息是否为请求DNS服务之后，在对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之前，进一步包括：
边缘UPF接收核心UPF发送的下行数据包，若所述核心SMF已经分配了核心CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述下行数据包获得所述核心CN隧道信息。
可选的，进一步包括：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，边缘SMF接收AMF发送的SM请求消息，并基于所述SM请求消息中携带的N2 SM信息，对PDU会话进行更新。
可选的，进一步包括：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，边缘UPF接收边缘SMF发送的N4会话修改请求消息，并基于所述N4会话修改请求消息对PDU会话进行修改，其中，所述N4会话修改请求消息包含所述PDU会话使用的接入网AN隧道信息、核心CN隧道信息和边缘CN隧道信息；
边缘UPF向边缘SMF发送N4会话建立/修改响应消息，并向UE发送PDU会话过程中缓存的下行数据包。
一种边缘MEC中数据的分流方法，包括：
边缘SMF选择一个边缘UPF；
边缘SMF向所述边缘UPF发送请求消息，触发所述边缘UPF执行以下操作：
确定所述请求消息用于请求DNS服务，且与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
确定所述请求消息未用于请求DNS服务，且所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
可选的，边缘SMF选择一个边缘UPF，具体包括：
边缘SMF基于预设策略选择边缘MEC中负荷最轻的一个边缘UPF，以及，将所述边缘UPF设置为上行分类器UL CL与锚节点Anchor的合设功能。
可选的，边缘SMF向所述边缘UPF发送请求消息，具体包括：
边缘SMF向边缘UPF发送一个N4会话建立请求消息，其中，若分配了边缘CN隧道信息，则所述边缘SMF通过所述请求消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘UPF。
可选的，进一步包括：
边缘SMF向核心SMF发送创建PDU会话请求消息，请求创建PDU会话，其中，所述请求消息至少包括：用户永久标识、DNN、单一网络切片选择信息S-NSSAI、PDU会话标识ID、边缘SMF ID、边缘CN-隧道信息、PDU类型和SM PDU数据网DN请求消息。
可选的，进一步包括：
边缘SMF接收核心SMF返回的创建PDU会话响应消息，其中，所述响应消息中至少包括：SSC模式和核心CN隧道信息；
边缘SMF向AMF返回SM响应消息，其中，SM请求响应消息包括：原因值、N2 SM信息和N1 SM信息，所述N2 SM信息包括：PDU会话ID和CN隧道信息，N1 SM信息包括：PDU会话建立接受的S-NSSAI和分配的IPV4地址。
可选的，进一步包括：
边缘SMF向AMF返回PDU会话更新SM响应消息，并向AMF发送PDU会话更新SM状态确认消息，对PDU会话的更新状态进行确认。
一种边缘MEC中数据的分流装置，可选的，包括：
读取单元，用于读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
接收单元，用于接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
DNS分流单元，用于在确定请求消息是请求DNS服务时，基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
五元组分流单元，用于在确定请求消息不是请求DNS服务时，基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
可选的，边缘UPF接收边缘SMF发送的请求消息之后，在判断所述请求消息是否为请求DNS服务之前，所述接收单元进一步用于：
接收边缘SMF发送的N4会话建立请求消息，并返回相应的N4会话建立响应消息，其中，若分配了边缘核心网CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述响应消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘SMF。
可选的，边缘UPF判断所述请求消息是否为请求DNS服务之后，在对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之前，所述接收单元进一步用于：
接收核心UPF发送的下行数据包，若所述核心SMF已经分配了核心CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述下行数据包获得所述核心CN隧道信息。
可选的，所述DNS分流单元进一步用于：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，接收AMF发送的SM请求消息，并基于所述SM请求消息中携带的N2 SM信息，对PDU会话进行更新。
可选的，所述DNS分流单元进一步用于：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，接收边缘SMF发送的N4会话修改请求消息，并基于所述N4会话修改请求消息对PDU会话进行修改，其中，所述N4会话修改请求消息包含所述PDU会话使用的接入网AN隧道信息、核心CN隧道信息和边缘CN隧道信息；
向边缘SMF发送N4会话建立/修改响应消息，并向UE发送PDU会话过程中缓存的下行数据包。
一种存储介质，可选的，存储有用于实现边缘MEC中数据的分流的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
若是，基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
否则，基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
一种通信装置，可选的，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如上述任一项所述的方法。
一种边缘MEC中数据的分流装置，可选的，包括：
选择单元，用于选择一个边缘UPF；
发送单元，用于向所述边缘UPF发送请求消息，触发所述边缘UPF执行以下操作：
确定所述请求消息用于请求DNS服务，且与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
确定所述请求消息未用于请求DNS服务，且所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
可选的，边缘SMF选择一个边缘UPF，所述选择单元具体用于：
基于预设策略选择边缘MEC中负荷最轻的一个边缘UPF，以及，将所述边缘UPF设置为上行分类器UL CL与锚节点Anchor的合设功能。
可选的，边缘SMF向所述边缘UPF发送请求消息，所述发送单元用于：
向边缘UPF发送一个N4会话建立请求消息，其中，若分配了边缘CN隧道信息，则所述边缘SMF通过所述请求消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘UPF。
可选的，所述发送单元进一步用于：
向核心SMF发送创建PDU会话请求消息，请求创建PDU会话，其中，所述请求消息至少包括：用户永久标识、DNN、单一网络切片选择信息S-NSSAI、PDU会话标识ID、边缘SMF ID、边缘CN-隧道信息、PDU类型和SM PDU数据网DN请求消息。
可选的，所述发送单元进一步用于：
接收核心SMF返回的创建PDU会话响应消息，其中，所述响应消息中至少包括：SSC模式和核心CN隧道信息；
向AMF返回SM响应消息，其中，SM请求响应消息包括：原因值、N2 SM信息和N1 SM信息，所述N2 SM信息包括：PDU会话ID和CN隧道信息，N1 SM信息包括：PDU会话建立接受的S-NSSAI和分配的IPV4地址。
可选的，所述发送单元进一步用于：
向AMF返回PDU会话更新SM响应消息，并向AMF发送PDU会话更新SM状态确认消息，对PDU会话的更新状态进行确认。
一种存储介质，可选的，存储有用于实现边缘MEC中数据的分流的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
向边缘UPF发送请求消息，并接收所述边缘UPF返回的响应消息；
若基于所述响应消息，确定所述边缘UPF判定所述请求消息用于请求DNS服务，且判定所述请求消息与预设的DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对数据包进行分流；
若基于所述响应消息，确定所述边缘UPF判定所述请求消息未用于请求DNS服务，且判定所述请求消息与预设的五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对数据包进行分流。
一种通信装置，可选的，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如上述任一项所述的方法。
综上所述，本发明实施例中，边缘UPF读取预设的分流规则后，接收边缘SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务，若是，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流，否则，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。这样，边缘UPF可以对不同类型的请求消息进行分流处理，提高边缘UPF对数据的处理能力，降低数据传输时延，提高网络服务效率，进一步提升用户体验。另外，边缘SMF可以对边缘UPF进行灵活调度，降低网络负荷，提升网络资源利用率。
附图说明
图1为本发明实施例中5G边缘MEC系统架构示意图；
图2为本发明实施例中PDU会话建立流程示意图；
图3为本发明实施例中边缘UPF数据分流流程示意图；
图4为本发明实施例中边缘UPF功能结构示意图；
图5为本发明实施例中边缘SMF功能结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，并不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，参阅图1所示，5G边缘MEC系统架构主要包括5G核心网和边缘MEC，其中，边缘MEC包括一个边缘SMF、若干个边缘UPF、一个服务治理(Service Router，SR)和若干本地应用服务。
具体的，本发明实施例中，参阅图1所示，边缘SMF与5G核心网连接，并向5G核心网中的网络存储功能(Network Repository Function，NRF)发起注册请求，以便于AMF对边缘SMF进行选择。
边缘UPF与边缘SMF连接，符合3GPP的N4接口，边缘UPF与无线接入网(RandomAccess Network，RAN)连接，连接线路端口符合第三代合作伙伴计划(Third GenerationPartnership Project，3GPP)中的N3接口标准。边缘UPF与分流规则模块连接，边缘UPF可从分流规则模块中读取分流规则。边缘MEC中的分流规则模块，储存该边缘MEC中服务对应的域名、地址以及域名和地址的对应关系，所述分流规则主要包括五元组分流规则和DNS分流规则。
边缘MEC中的本地应用服务(Service)，指部署于边缘云上的具体服务应用，受边缘云统一管理。可就近在边缘区域为用户提供服务。边缘MEC中的SR用于服务注册、服务查询、服务订阅和服务通知，部署于边缘MEC的Service都需要向SR发起注册请求，并接受SR的管理。
参阅图2所示，本发明实施例中，针对边缘MEC中数据进行分流的详细流程如下：
步骤200：UE向AMF发送PDU会话建立请求消息。
具体的，本发明实施例中，UE将包含PDU会话建立请求消息的接入请求(NetworkAccess Security，NAS)消息发送给接入与移动性管理功能(Access and MobilityManagement Function，AMF)，请求建立PDU会话。
步骤201：AMF设置默认的S-NSSAI，并选择一个边缘SMF。
具体的，本发明实施例中，AMF基于请求类型指示“初始请求”和UE没有使用的任何现有的PDU会话建立请求，判定接入请求(Network Access Security，NAS)消息是新的PDU会话建立请求消息时，若NAS消息不包含单一网络切片选择信息(Single Network SliceSelection Assistance Information，S-NSSAI)，则AMF可以根据UE请求的PDU会话为NAS消息设置一个默认的S-NSSAI，同时，AMF可以基于预设策略选择边缘MEC中的一个边缘SMF，并将新的PDU会话中的基站标识(Identification，ID)(以下简称PDU会话ID)和边缘SMF的对应关系保存下来。
例如，参阅表1所示，AMF可以根据基站ID查找边缘MEC中的一个边缘SMF的地址，进而选择对应基站ID的边缘MEC中的一个边缘SMF，其中，每个边缘MEC可以为多个基站提供服务。
表1
基站标识 SMF地址
ENB-ID_1 SMF_1地址
ENB-ID_2 SMF_1地址
ENB-ID_3 SMF_2地址
ENB-ID_4 SMF_2地址
步骤202：AMF向边缘SMF发送SM请求消息。
具体的，本发明实施例中，在AMF选择一个边缘SMF后，AMF向边缘SMF发送会话管理(Session Management，SM)请求消息，其中，SM请求消息包括:用户永久标识、数据网络名称(Data Network Name，DNN)、S-NSSAI、PDU会话ID、AMF ID、N1 SM信息、用户位置信息、接入技术类型，N1 SM信息包括：PDU会话ID和PDU会话建立请求，AMF ID唯一识别了服务于UE的AMF。当PDU会话请求使用归属路由(Home Route，HR)-归属路由时，AMF可以向边缘SMF提供核心域SMF的标识，当网络切片被重新选择时，所述网络切片对应的参数的协议会改变，因此需要对S-NSSAI参数进行更新。
步骤203：边缘SMF选择边缘UPF。
具体的，本发明实施例中，边缘SMF接收UE通过AMF发送的包含N1 SM消息的SM请求消息后，所述N1 SM消息触发边缘SMF基于预设策略选择边缘MEC中的一个边缘UPF。
其中，在预设策略中，边缘SMF可以根据边缘UPF的负荷进行选择，即，边缘SMF选择负荷最轻的边缘UPF来创建PDU会话，并且，边缘SMF将选择的边缘UPF设置为上行分类器(Uplink Classifier，UL CL)与锚节点(Anchor)合设功能。
步骤204：边缘SMF向边缘UPF发送N4会话建立请求消息。
具体的，本发明实施例中，在边缘SMF选择边缘MEC中的一个边缘UPF后，边缘SMF向所选择的UPF发送一个N4会话建立请求消息，若边缘SMF分配了边缘核心网(Core Network，CN)隧道信息，则边缘SMF将边缘CN隧道信息发送给边缘UPF。
步骤205：边缘UPF向边缘SMF返回N4会话建立响应消息。
即，边缘UPF向边缘SMF返回一个N4会话建立响应消息，以表明边缘UPF接收到了N4会话建立请求消息，若边缘UPF分配了边缘CN隧道信息，则边缘UPF将边缘CN隧道信息发送给边缘SMF。
步骤206：边缘SMF向核心SMF发送创建PDU会话请求消息。
具体的，本发明实施例中，在边缘SMF获得边缘UPF的N4会话建立响应消息后，边缘SMF向核心SMF发送创建PDU会话请求消息，请求创建PDU会话，其中，创建PDU会话请求消息包括：用户永久标识、DNN、S-NSSAI、PDU会话ID、边缘SMF ID、边缘CN-隧道信息、PDU类型、PCO、用户位置信息和SM PDU DN请求消息。
步骤207：核心SMF向UDM发送签约数据请求消息。
其中，签约数据请求消息包括：用户永久ID和DNN。
具体的，本发明实施例中，若请求类型指示“现有PDU会话”，核心SMF确定所述PDU会话请求是因为在3GPP接入和非3GPP接入之间的切换，核心SMF基于PDU会话ID识别现有的PDU会话，若核心SMF没有寻回发起会话请求UE的与DNN相关的SM相关签约数据，则核心SMF向UDM请求所述签约数据。
步骤208：UDM向核心SMF返回签约数据响应消息。
即，UDM接收核心SMF发送的签约数据请求消息后，向核心SMF发送签约数据响应消息。
步骤209：核心SMF向数据网络(Data Network，DN)发送PDU会话鉴权/授权消息。
具体的，本发明实施例中，核心SMF经过核心UPF向数据网络(Data Network，DN)发送PDU会话鉴权/授权消息，若核心SMF需要建立PDU会话鉴权/授权，则核心SMF选择一个核心UPF，并触发核心UPF建立PDU会话鉴权/授权，若建立PDU会话鉴权/授权失败，那么核心SMF终止PDU会话鉴权/授权的建立流程，并向UE发送一个PDU会话鉴权/授权拒绝消息。
步骤210：核心SMF选择PCF。
即，若部署了动态策略和计费控制(Policy and Charging Control，PCC)，则核心SMF对PCF进行选择。
步骤211：核心SMF和PCF之间执行协议数据单元-连接网络(Protocol DataUnit-Connectivity Access Network，PDU-CAN)会话建立过程。
具体的，本发明实施例中，核心SMF可以向PCF发送一个PDU-CAN会话建立请求消息，以得到PDU会话的默认PCC规则，若PDU-CAN会话建立请求类型指示“现有PDU会话”，则PCF对PDU-CAN会话进行修改。
步骤212：核心SMF选择UPF。
具体的，本发明实施例中，若请求类型指示“初始请求”，核心SMF为PDU会话选择一个会话服务连续性(Session and Service Continuity，SSC)模式，若没有执行步骤204，则核心SMF选择一个核心UPF，当PDU会话类型为互联网协议第四版(Internet ProtocolVersion 4，IPV4)或IPV6，核心SMF为PDU会话分配一个IP地址/前缀，对于非结构化的PDU会话类型，核心SMF可以为PDU会话分配一个IPV6前缀，并基于用户数据报协议(UserDatagram Protocol，UDP)/IPV6分配一个N6点到点的隧道信息。
步骤213：核心SMF和PCF之间执行PDU-CAN会话修改过程。
具体的，本发明实施例中，若部署了动态PCC，并且还没有建立PDU-CAN会话，则核心SMF可以向PCF发起一个PDU-CAN会话建立请求，以得到PDU会话的默认PCC规则，若PDU-CAN会话建立请求类型指示“初始请求”，且部署了动态PCC，动态PCC类型为IPV4或IPV6，则SMF发起PDU-CAN会话修改请求，并向PCF提供分配的UE IP地址/前缀。
步骤214：核心SMF向核心UPF发送N4会话建立请求消息。
具体的，本发明实施例中，若请求类型指示“初始请求”，且没有执行步骤204，则核心SMF向所选择的核心UPF发起N4会话建立请求，否则核心SMF向所选择的核心UPF发起N4会话修改请求。
步骤215：核心UPF向核心SMF返回N4会话建立响应消息。
即，核心UPF接收核心SMF发送的N4会话建立请求消息后，向核心SMF返回一个N4会话建立响应消息。
步骤216：核心UPF将下行数据包发送给边缘UPF。
具体的，本发明实施例中，在核心UPF接收到核心SMF发起的N4会话建立请求时，核心UPF会接收PDU会话将会在核心UPF上安装的包检测、执行和报告规则，若核心SMF已经分配了核心CN隧道信息，则核心SMF通过核心UPF将包含核心CN隧道信息的下行数据包发送给边缘UPF。
步骤217：核心SMF向边缘SMF返回创建PDU会话响应消息。
其中，创建PDU会话请求响应消息中包括：授权的QoS规则、SSC模式、和核心CN隧道信息。
步骤218：边缘SMF向AMF返回SM响应消息。
具体的，本发明实施例中，边缘SMF接收核心SMF发送的创建PDU会话请求响应消息后，向AMF返回一个SM响应消息，其中，SM响应消息包括：原因值、N2 SM信息和N1 SM信息，N2SM信息包括：PDU会话ID、QoS文件和CN隧道信息，N1 SM信息包括：PDU会话建立接受的授权QoS规则、SSC模式、S-NSSAI和分配的IPV4地址。
步骤219：AMF向RAN发送N2PDU会话请求消息。
具体的，本发明实施例中，AMF向RAN发送来自边缘SMF的包含N2 SM信息的N2PDU会话请求消息，同时，AMF通过RAN向UE发送NAS消息，其中，N2PDU会话请求消息包括：N2 SM信息和NAS消息，NAS消息中包括：PDU会话ID和PDU会话建立接受消息。
步骤220：RAN向UE发送无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)重配置消息。
具体的，本发明实施例中，RAN可以产生与UE的AN相关的特定信令交换，比如在3GPP接入场景中，RAN和UE之间可以对RRC连接进行重新配置，用于建立与收到的PDU会话请求里的授权QoS规则相关的必要的RAN资源，因此，RAN接收AMF发送的N2PDU会话请求消息后，需要向UE发送RRC重配置消息。
步骤221：RAN向AMF返回N2PDU会话响应消息。
其中，N2PDU会话响应消息包括：PDU会话ID、原因值、N2 SM信息，N2 SM信息包括：PDU会话ID、RAN隧道信息和接受的/拒绝的QoS文件列表。
步骤222：AMF向边缘SMF发送PDU会话更新SM请求消息。
即，AMF向边缘SMF发送来自RAN的包含N2 SM信息的PDU会话更新SM请求消息，所述N2 SM消息用于对PDU会话中的SM请求消息进行更新。
步骤223：边缘SMF向边缘UPF发送N4会话修改请求消息。
其中，边缘SMF向边缘UPF发送N4会话修改请求消息，并向边缘UPF提供所述PDU会话需要在边缘UPF上安装的包检测、执行和报告规则，具体包含：AN隧道信息、核心CN隧道信息和边缘CN隧道信息。
步骤224：边缘UPF向边缘SMF返回N4会话建立/修改响应消息。
步骤225：边缘UPF向UE发送下行数据包。
具体的，本发明实施例中，在边缘UPF向边缘SMF返回一个N4会话建立/修改响应消息后，边缘UPF可以向UE发送所述PDU会话缓存的下行数据包。
步骤226：边缘SMF向AMF返回PDU会话更新SM响应消息。
步骤227：边缘SMF向AMF发送PDU会话更新SM状态确认消息。
具体的，本发明实施例中，若PDU会话建立是因为3GPP接入和非3GPP接入之间的切换，比如，会话请求类型被设置为“现有PDU会话”，则边缘SMF释放3GPP或非3GPP接入的源接入侧的用户面。
步骤228：核心SMF向UE发送IPV6地址配置消息。
具体的，本发明实施例中，核心SMF通过核心UPF和边缘UPF向UE发送IPV6地址配置消息，若PDU会话类型是IPV6，核心SMF产生一个IPV6路由广播(Router Advertisement，RA)，并经过核心UPF和边缘UPF发送给UE。
步骤229：边缘SMF向核心SMF发送PDU会话更新请求消息。
具体的，本发明实施例中，边缘SMF向核心SMF发送PDU会话更新请求消息后，可以在UDM里注册核心SMF的地址，并且，UDM会保存核心SMFID和关联的DNN。
步骤230：核心SMF与UDM之间执行去订阅、去注册过程。
具体的，本发明实施例中，若执行步骤204后PDU会话建立失败，则核心SMF与UDM之间执行去订阅、去注册过程。
参阅图3所示，针对步骤225，下面以一个具体的应用场景为例，对步骤225作进一步详细介绍，是本发明实施例的重点。
步骤300：边缘UPF对数据包进行解析。
具体的，本发明实施例中，边缘UPF接收边缘SMF发送的包含N4会话建立请求消息的数据包后，对所述数据包进行解析，获得N4会话建立请求消息。
步骤301：边缘UPF判断请求消息的消息类型是否为DNS请求，若是，则执行步骤302，否则，执行步骤303。
步骤302：边缘UPF从分流规则中查找DNS分流规则。
即，边缘UPF判断所述N4会话请求消息类型是DNS请求时，从分流规则中查找DNS分流规则。
步骤303：边缘UPF从分流规则中查找五元组分流规则。
即，边缘UPF判断N4会话请求消息类型不是DNS请求时，从分流规则中查找五元组分流规则。
步骤304：边缘UPF判断请求消息的消息类型是否可以匹配DNS分流规则。
具体的，本发明实施例中，边缘UPF基于分流规则中记录的DNS分流规则，判断N4会话请求消息的消息类型是否可以匹配DNS分流规则，若匹配成功，则执行步骤305，否则，执行步骤306。
步骤305：边缘UPF对来自边缘SMF的请求消息进行分流处理。
即，边缘UPF确定N4会话请求消息可以匹配DNS分流规则时，边缘UPF基于DNS分流规则对来自边缘SMF的请求消息进行分流，将请求消息分流到边缘云的本地服务器上。
步骤306：边缘UPF不进行分流处理。
即，边缘UPF确定N4会话请求消息不可以匹配DNS分流规则时，不对N4会话请求消息进行分流处理。
步骤307：边缘UPF判断请求消息的消息类型是否可以匹配五元组分流规则。
具体的，本发明实施例中，边缘UPF基于分流规则中记录的五元组分流规则，判断N4会话请求消息的消息是否可以匹配五元组分流规则，若匹配成功，则执行步骤308，否则，执行步骤309。
步骤308：边缘UPF对来自边缘SMF的请求消息进行分流处理。
即，边缘UPF确定N4会话请求消息不可以匹配DNS分流规则时，边缘UPF基于五元组分流规则对来自边缘SMF的请求消息进行分流处理，将请求消息分流到边缘云的本地服务器上。
步骤309：边缘UPF不进行分流处理。
即，边缘UPF确定N4会话请求消息不可以匹配五元组分流规则时，不对N4会话请求消息进行分流处理。
基于上述实施例中，参阅图4所示，本发明实施例中，边缘UPF至少包括：读取单元101、接收单元102、DNS分流单元103和五元组分流单元104，其中，
读取单元101，用于读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
接收单元102，用于接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
DNS分流单元103，用于基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
五元组分流单元104，用于基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
可选的，边缘UPF接收边缘SMF发送的请求消息之后，在判断所述请求消息是否为请求DNS服务之前，所述接收单元102进一步用于：
接收边缘SMF发送的N4会话建立请求消息，并返回相应的N4会话建立响应消息，其中，若分配了边缘核心网CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述响应消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘SMF。
可选的，边缘UPF判断所述请求消息是否为请求DNS服务之后，在对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之前，所述接收单元102进一步用于：
接收核心UPF发送的下行数据包，若所述核心SMF已经分配了核心CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述下行数据包获得所述核心CN隧道信息。
可选的，所述DNS分流单元103进一步用于：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，接收AMF发送的SM请求消息，并基于所述SM请求消息中携带的N2 SM信息，对PDU会话进行更新。
可选的，所述DNS分流单元103进一步用于：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，接收边缘SMF发送的N4会话修改请求消息，并基于所述N4会话修改请求消息对PDU会话进行修改，其中，所述N4会话修改请求消息包含所述PDU会话使用的接入网AN隧道信息、核心CN隧道信息和边缘CN隧道信息；
向边缘SMF发送N4会话建立/修改响应消息，并向UE发送PDU会话过程中缓存的下行数据包。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种存储介质，存储有用于实现边缘MEC中数据的分流的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
若是，基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
否则，基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种通信装置，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如上述任一项所述的方法。
基于上述实施例中，参阅图5所示，本发明实施例中，边缘SMF至少包括：选择单元105和发送单元106，其中，
选择单元105，用于选择一个边缘UPF；
发送单元106，用于向所述边缘UPF发送请求消息，触发所述边缘UPF执行以下操作：
确定所述请求消息用于请求DNS服务，且与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
确定所述请求消息未用于请求DNS服务，且所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
可选的，边缘SMF选择一个边缘UPF，所述选择单元105具体用于：
基于预设策略选择边缘MEC中负荷最轻的一个边缘UPF，以及，将所述边缘UPF设置为上行分类器UL CL与锚节点Anchor的合设功能。
可选的，边缘SMF向所述边缘UPF发送请求消息，所述发送单元106用于：
向边缘UPF发送一个N4会话建立请求消息，其中，若分配了边缘CN隧道信息，则所述边缘SMF通过所述请求消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘UPF。
可选的，所述发送单元106进一步用于：
向核心SMF发送创建PDU会话请求消息，请求创建PDU会话，其中，所述请求消息至少包括：用户永久标识、DNN、单一网络切片选择信息S-NSSAI、PDU会话标识ID、边缘SMF ID、边缘CN-隧道信息、PDU类型和SM PDU数据网DN请求消息。
可选的，所述发送单元106进一步用于：
接收核心SMF返回的创建PDU会话响应消息，其中，所述响应消息中至少包括：SSC模式和核心CN隧道信息；
向AMF返回SM响应消息，其中，SM请求响应消息包括：原因值、N2 SM信息和N1 SM信息，所述N2 SM信息包括：PDU会话ID和CN隧道信息，N1 SM信息包括：PDU会话建立接受的S-NSSAI和分配的IPV4地址。
可选的，所述发送单元106进一步用于：
向AMF返回PDU会话更新SM响应消息，并向AMF发送PDU会话更新SM状态确认消息，对PDU会话的更新状态进行确认。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种存储介质，存储有用于实现边缘MEC中数据的分流的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
向边缘UPF发送请求消息，并接收所述边缘UPF返回的响应消息；
若基于所述响应消息，确定所述边缘UPF判定所述请求消息用于请求DNS服务，且判定所述请求消息与预设的DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对数据包进行分流；
若基于所述响应消息，确定所述边缘UPF判定所述请求消息未用于请求DNS服务，且判定所述请求消息与预设的五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对数据包进行分流。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种通信装置，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如上述任一项所述的方法。
综上所述，本发明实施例中，边缘UPF读取预设的分流规则后，接收边缘SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务，若是，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流，否则，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。这样，边缘UPF可以对不同类型的请求消息进行分流处理，有效提高了边缘UPF对数据的处理能力，提高数据处理速度，并且，边缘UPF可以将请求消息分流到边缘云的本地服务器上，对请求消息进行分类处理，因此，提高了网络服务效率，降低数据传输时延，用户可以及时获取到所需的网络服务，进一步提升用户体验。
另外，边缘SMF可以基于预设策略选择边缘MEC中负荷最轻的一个边缘UPF，边缘MEC可以对边缘UPF进行合理调度，提高边缘MEC对边缘UPF的部署灵活性，有效降低了网络负荷，避免用户数据过多造成网络资源难以满足用户需求的情况，进一步提升网络资源利用率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，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发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种边缘MEC中数据的分流方法，其特征在于，包括：
边缘用户平面功能UPF读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
所述边缘UPF接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
若是，所述边缘UPF基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
否则，所述边缘UPF基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，边缘UPF接收边缘SMF发送的请求消息之后，在判断所述请求消息是否为请求DNS服务之前，进一步包括：
边缘UPF接收边缘SMF发送的N4会话建立请求消息，并返回相应的N4会话建立响应消息，其中，若分配了边缘核心网CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述响应消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘SMF。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，边缘UPF判断所述请求消息是否为请求DNS服务之后，在对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之前，进一步包括：
边缘UPF接收核心UPF发送的下行数据包，若所述核心SMF已经分配了核心CN隧道信息，则所述边缘UPF通过所述下行数据包获得所述核心CN隧道信息。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，边缘SMF接收AMF发送的SM请求消息，并基于所述SM请求消息中携带的N2SM信息，对PDU会话进行更新。
5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述请求消息与DNS分流规则进行匹配之后，边缘UPF接收边缘SMF发送的N4会话修改请求消息，并基于所述N4会话修改请求消息对PDU会话进行修改，其中，所述N4会话修改请求消息包含所述PDU会话使用的接入网AN隧道信息、核心CN隧道信息和边缘CN隧道信息；
边缘UPF向边缘SMF发送N4会话建立/修改响应消息，并向UE发送PDU会话过程中缓存的下行数据包。
6.一种边缘MEC中数据的分流方法，其特征在于，包括：
边缘SMF选择一个边缘UPF；
边缘SMF向所述边缘UPF发送请求消息，触发所述边缘UPF执行以下操作:
确定所述请求消息用于请求DNS服务，且与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
确定所述请求消息未用于请求DNS服务，且所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，边缘SMF选择一个边缘UPF，具体包括：
边缘SMF基于预设策略选择边缘MEC中负荷最轻的一个边缘UPF，以及，将所述边缘UPF设置为上行分类器UL CL与锚节点Anchor的合设功能。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，边缘SMF向所述边缘UPF发送请求消息，具体包括：
边缘SMF向边缘UPF发送一个N4会话建立请求消息，其中，若分配了边缘CN隧道信息，则所述边缘SMF通过所述请求消息将所述边缘CN隧道信息发送给所述边缘UPF。
9.如权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
边缘SMF向核心SMF发送创建PDU会话请求消息，请求创建PDU会话，其中，所述请求消息至少包括：用户永久标识、DNN、单一网络切片选择信息S-NSSAI、PDU会话标识ID、边缘SMFID、边缘CN-隧道信息、PDU类型和SM PDU数据网DN请求消息。
10.如权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
边缘SMF接收核心SMF返回的创建PDU会话响应消息，其中，所述响应消息中至少包括：SSC模式和核心CN隧道信息；
边缘SMF向AMF返回SM响应消息，其中，SM请求响应消息包括：原因值、N2SM信息和N1SM信息，所述N2SM信息包括：PDU会话ID和CN隧道信息，N1SM信息包括：PDU会话建立接受的S-NSSAI和分配的IPV4地址。
11.如权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
边缘SMF向AMF返回PDU会话更新SM响应消息，并向AMF发送PDU会话更新SM状态确认消息，对PDU会话的更新状态进行确认。
12.一种边缘MEC中数据的分流装置，其特征在于，包括：
读取单元，用于读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
接收单元，用于接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
DNS分流单元，用于在确定请求消息是请求DNS服务时，基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
五元组分流单元，用于在确定请求消息不是请求DNS服务时，基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
13.一种存储介质，其特征在于，存储有用于实现边缘MEC中数据的分流的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
读取预设的分流规则，其中，所述分流规则包括五元组分流规则和域名系统DNS分流规则；
接收边缘会话管理功能SMF发送的请求消息，并判断所述请求消息是否为请求DNS服务；
若是，基于所述分流规则中记录的DNS分流规则，对所述请求消息与DNS分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
否则，基于所述分流规则中记录的五元组分流规则，对所述请求消息与五元组分流规则进行匹配，并在确定所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
14.一种通信装置，其特征在于，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
15.一种边缘MEC中数据的分流装置，其特征在于，包括：
选择单元，用于选择一个边缘UPF；
发送单元，用于向所述边缘UPF发送请求消息，触发所述边缘UPF执行以下操作:
确定所述请求消息用于请求DNS服务，且与DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流；
确定所述请求消息未用于请求DNS服务，且所述请求消息与五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对来自于边缘SMF的数据包进行分流。
16.一种存储介质，其特征在于，存储有用于实现边缘MEC中数据的分流的方法的程序，所述程序被处理器运行时，执行以下步骤：
向边缘UPF发送请求消息，并接收所述边缘UPF返回的响应消息；
若基于所述响应消息，确定所述边缘UPF判定所述请求消息用于请求DNS服务，且判定所述请求消息与预设的DNS分流规则匹配成功时，按照所述DNS分流规则对数据包进行分流；
若基于所述响应消息，确定所述边缘UPF判定所述请求消息未用于请求DNS服务，且判定所述请求消息与预设的五元组分流规则匹配成功时，按照所述五元组分流规则对数据包进行分流。
17.一种通信装置，其特征在于，包括一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，所述可读介质上存储有指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如权利要求6至11中任一项所述的方法。
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