CN111132253B - 一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法，属于通信服务技术领域。本发明在具备移动边缘计算节点的网络中，设置了移动性管理相关的逻辑功能实体——切换管理实体和服务迁移管理实体，通过切换管理实体预测通信切换时刻和目标接入点，通过服务迁移管理实体首先判断是否进行服务迁移，若需要则预测服务迁移进入停机拷贝阶段的开始时刻，当该时刻与预测的通信切换时刻重合时，通知当前服务节点进行服务迁移，以使得服务迁移完成预拷贝阶段进入停机拷贝阶段的时刻，也到了需要进行通信切换的时刻。本发明对通信切换以及服务迁移过程中的时间顺序进行决策，减少了用户移动期间内服务总中断时间，提升了移动通信服务质量。

Description

一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法

技术领域

本发明属于通信服务技术领域，涉及一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法。

背景技术

移动性管理是移动通信和网络中的关键技术，用于保证用户移动中的通信和业务连续性。目前，通信切换及服务迁移是部署了移动边缘计算的移动网络场景中的移动性管理关键技术问题。

在移动网络中，无线接入点(如基站、WLAN AP)为移动用户提供通信资源，用户终端通过和无线接入点建立通信链路，对网络资源及业务进行访问。当用户在不同无线接入点之间移动，利用通信切换技术来保证通信的连续性。当用户从当前接入点的覆盖范围移动到另一个接入点的覆盖范围时，需要执行通信切换，用户将断开和当前接入点之间的连接，和目标接入点建立新的通信连接。如图1所示，用户从接入点A访问网络，但是随着用户位置的变化，用户从接入点A获得的信号质量下降，而接收到接入点B的信号质量增加，因此需要更换新的接入点，由移动性管理中的切换技术提供在接入点变化时的通信连续性保证。

随着移动通信/网络的发展，涌现出许多需要大量计算资源、存储资源或者通信资源的应用服务，为了提高这些服务的响应时间、减轻链路回程压力等问题，提出了MEC(Mobile Edge Computing，移动边缘计算)的概念。MEC是欧洲电信标准协会ETSI提出的，属于边缘计算的一种模式，其他类型还包括雾计算(FC，Fog Computing)、微云cloudlet等。移动边缘计算是指将具备计算、存储等功能的服务器部署在网络边缘，为用户就近提供服务并执行相关处理任务，可以为用户提供低时延服务。MEC的部署除了降低服务响应时间外，还具有减轻移动云计算网络中回程链路的压力、提高数据安全性等等优点。MEC服务器可以和接入点联合部署，也可以部署在一个或多个接入点附近，即一个或多个接入点共享一个MEC服务器。在部署了MEC服务器的移动网络中，当用户在不同服务器之间移动，通常利用服务迁移来保证服务的连续性。由于MEC网络服务对象大多是移动用户，因此用户移动性带来的问题不可忽视。如图1中所示，服务放置在MEC-A中运行，由于用户的移动性，用户逐渐远离运行该用户服务的服务器，当前接入点A更换到接入点B。如图1所示，如果不进行服务迁移，用户和和为其提供服务的MEC-A之间的通信，需要通过接入点之间的通信转发才能到达当前接入点，并进而转发给用户。因此服务响应时间需要增加一段转发时延，将降低服务质量。对于这种情况，可以通过服务迁移操作缓解。服务迁移可以将正在运行的服务从一个服务器迁移到另外一台服务器，用于保证MEC服务器变化时的服务连续性。如图2中所示，用户从接入点A切换到接入点B时，可以执行服务迁移操作，将运行在MEC-A中的服务实例迁移到MEC-B，此时用户和服务之间的通信无需通过接入点之间的通信转发，可以降低服务响应时间，提高服务质量。

服务放置在边缘服务器中，通常以虚拟机或者容器的方式运行。服务迁移方案有三种模式：预迁移模式、后迁移模式以及混合迁移模式。

(1)预迁移模式首先将正在运行的服务内存页面复制传输到目标服务器中，由于数据传输需要一段时间，服务正常运行会导致部分内存页面发生更新，因此需要反复迭代传输更新的内存页面数据。当某个预定义的指标(如迭代次数、剩余数据大小等)达到一定阈值时，将停止源服务器中的服务，将剩余数据发送到目标服务器中并恢复服务。

(2)后迁移模式和预迁移模式相反，迁移启动后，首先停止源服务器中正在运行的服务，将运行状态相关的数据以及和当前状态数据紧密相关的内存页面数据发送到目标服务器中以恢复服务。其余内存页面数据通过按需访问、主动推送等方式发送到目标服务器中。

(3)混合迁移模式是预迁移模式和后迁移模式的组合，其首先进行有限次数的迭代传输，然后停止源服务器中正在运行的服务，将运行状态数据以及和当前状态数据紧密相关的内存页面数据发送到目标服务器中以恢复服务。剩余少量内存页面采用按需访问、主动推送等方式发送到目标服务器中。

因此整个服务迁移过程中可分为三个基本阶段：预拷贝阶段、停机拷贝阶段以及后拷贝阶段。预拷贝阶段中，服务正常运行，服务器将内存页面迭代发送到目标服务器中。停机拷贝阶段中，服务将停止运行，服务器将运行状态、内存页面等数据发送到目标服务器中以恢复服务。后拷贝阶段中，将剩余内存页面不断传输到目标服务器中，直至剩余内存页面数据完全同步。对于服务迁移而言，常用的性能指标是服务总迁移时间、服务停机时间、迁移数据量等。服务总迁移是指从服务迁移开始到服务完全运行在目标服务器中所需要的时间。服务停机时间是指停机拷贝阶段，服务停止运行到服务在目标服务器中恢复之间的时间。迁移数据量是指在服务迁移过程中传输的总数据量。

在部署了MEC的移动网络中，从用户服务体验的角度来看，通信切换和服务迁移均会产生一定的服务中断时间：

(1)在通信切换过程中，会有短暂的通信中断，这段时间通常被称为切换时延。在此时间段内，用户和MEC服务器之间的上/下行数据传输会由于通信链路的短暂中断而无法进行，由此会带来短暂的服务中断。

(2)在服务迁移过程中，服务停机拷贝阶段服务将暂停运行，这段时间通常被称作服务停机时间。在这段时间内，服务应用实例呈现为停机状态，无法根据用户请求进行任务处理，由此会带来一段时间的服务中断。

对于部署了MEC的移动网络场景，通信切换和服务迁移都需要发生时，通常是先进行通信切换，在切换完成后再进行迁移决策，判断是否需要进行服务迁移，如图3所示。对于这种方式，服务总中断时间将会有两部分，即通信切换以及服务迁移引起两段服务中断时间。此外，服务迁移方案中，采用预迁移模式较多，预迁移中预拷贝阶段时间较长，在这段时间内，用户和服务之间的通信需要经过接入点进行转发，因此对于时延敏感型服务来讲并不理想，服务质量较差。

现有针对上述问题也有一些研究，如下所述。

公布号为CN109691147A的中国专利申请在2019年4月26日公开了移动边缘计算服务的重新定位，该专利考虑了MEC场景中，通信切换和服务迁移之间的时序关系。该方案中，终端对切换进行预测，在可能的一个或多个基站的MEC服务器中建立当前服务的影子副本，并不断进行同步。由通信切换触发服务重新定位，当确认切换目标基站，销毁其他服务器中的影子副本。当触发切换后立即触发服务和其影子副本之间的重新定位。影子副本具有服务相关数据，可以极大地减少服务切换的时间。但该方案中，不明确切换预测的具体目标，当服务过大时，将会向多个服务器发送服务数据进行同步，占用过多服务器资源以及网络资源；也未明确切换预测的时间维度，如果预测的时间跨度过短，导致在切换时服务数据未同步完毕，无法执行服务切换，或者服务切换时间将会增加，将导致更长的服务中断时间。

公布号为CN109429284A的中国专利申请在2019年3月5日公开了实例切换方法及相关装置，该方案在确定切换目标之后，执行切换之前，进行服务器之间的服务数据同步。UE(用户设备)进入目标基站后，和目标基站建立连接并告知源基站，源基站释放链路。切换完成后进行服务实例切换。但该方案未考虑服务数据同步(数据迁移)需要的时间，导致切换完成后无法尽快进行停机拷贝，这段时间内服务质量不佳。

公布号为CN108886718A的中国专利申请在2018年11月23日公开了用于利用移动边缘计算的改进服务连续性的方法、装置和计算机程序产品。该方案中，UE通过网关GW-A访问MEC-A中的服务，在需要进行切换时，网关GW-B根据相关信息判断是否需要进行服务迁移，如果需要的话，首先进行服务路径修改，其次进行服务迁移。但该方案重点在保持服务的连续性，在即将发生切换时，由网关判断是否需要进行服务迁移，未考虑服务中断时间的问题。

公布号为CN108781389A的中国专利申请在2018年11月9日公开了用于实现移动边缘应用会话连接性和移动性的方法和装置。该方案中，当前服务器根据切换信令或者来自RNIS(无线电网络信息服务)信息检测的切换请求，判断是否需要进行服务迁移，如果不需要进行迁移则仅更新服务路由信息。如果需要进行服务迁移，则将正在运行的服务器移动到目标边缘服务器中。该方案为边缘服务的管理方案，未考虑切换及服务迁移带来的服务中断时间。

发明内容

上述现有技术中对通信切换及迁移服务的服务中断时间考虑较少，或者采用对切换目标进行预测，在切换和服务迁移上进行简单的结合，但未明确具体切换目标，将服务向多个可能目标进行同步，增大网络开销，或者未明确切换时间，导致通信切换和服务停机拷贝开始时刻无法重合。本发明的目的是结合服务迁移预测以及用户移动性预测，通过明确切换和服务迁移的时序关系，提供了一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法，以减少服务总中断时间，并提高用户服务质量。

本发明提出的一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法，设置了移动性管理相关的逻辑功能实体，包括：通信切换由切换管理实体进行管理，负责执行切换决策，包括切换目标接入点和切换触发时刻的决策；服务迁移由服务迁移管理实体进行管理，包括服务迁移的目标服务器和迁移操作时序的决策。切换管理实体和服务迁移管理实体均为逻辑功能实体，在实际部署中，可以根据网络架构、设计思想的不同，采取不同的物理部署方案。

本发明的通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法，包括如下步骤：

步骤1，用户设备UE通过当前连接的接入点访问当前移动边缘计算MEC服务器上的服务，并周期性地向当前连接的接入点上报相关信息，所述的相关信息包括用户位置、相邻接入点信号质量。

步骤2，UE当前的接入点将接收到的信息发送到切换管理实体，由切换管理实体进行切换决策。切换管理实体在收到接入点发送的信息后，根据用户移动信息预测通信切换时刻以及目标接入点。切换管理实体向服务迁移管理实体发送相关信息，所述信息包括通信切换时刻、目标接入点等。

步骤3，服务迁移管理实体根据切换管理实体发送的信息，判断是否需要进行服务迁移。如果需要进行服务迁移，则预测服务迁移预拷贝阶段持续时间，得到服务迁移进入停机拷贝阶段的开始时刻。若该时刻和切换管理实体发送的切换时刻重合，则进行服务迁移，继续执行步骤4；否则，表示当前不进行服务迁移，转步骤1继续执行。

步骤4，服务迁移管理实体通知当前运行服务的MEC服务器进行服务迁移。当服务迁移中预拷贝阶段结束时，MEC服务器通知服务迁移管理实体并进入服务迁移停机拷贝阶段。服务迁移管理实体将通知切换管理实体。

步骤5，切换管理实体接收到服务迁移管理实体关于服务迁移进入停机拷贝阶段的通知后，通知当前接入点进行通信切换。当前接入点及移动设备进行通信切换操作。

所述的方法还包括：

步骤6，通信切换完成后，移动设备通过新接入点访问网络。

步骤7，服务停机拷贝阶段结束时，告知服务迁移管理实体，由服务迁移管理实体告知切换管理实体服务实例位置。切换管理实体将服务实例位置信息告知当前接入点，用户可以通过接入点访问运行在MEC服务器中的服务实例。

步骤8：若服务迁移模式为预迁移模式，则停机拷贝结束后服务迁移结束。若服务迁移模式为混合迁移模式，停机拷贝阶段结束后进入后拷贝阶段至服务迁移结束。服务迁移管理实体在服务迁移结束后，将通知源MEC服务器释放服务占用的计算、存储等资源。

本发明与现有技术相比，具有以下优势和积极效果：(1)本发明基于对当前通信切换以及服务迁移过程中的时间顺序进行分析，提出提前进行服务迁移，使通信切换时刻和服务停机拷贝开始时刻重合，从而降低由通信切换以及服务迁移产生的服务总中断时间，提升服务质量。(2)本发明为了保证通信切换时刻和服务停机拷贝开始时刻重合，利用服务预拷贝阶段持续时间预测以及用户移动性预测，预测服务停机拷贝开始时刻以及通信切换触发时刻，从而保证两个时刻尽可能地重合。(3)本发明提出了切换管理实体以及服务迁移管理实体，分别用于管理通信切换以及服务迁移。引入这两个逻辑功能实体，可以更好地协调通信切换以及服务迁移之间的时序关系。

附图说明

图1是部署了MEC的移动网络中执行通信切换但不进行服务迁移的示意图；

图2是部署了MEC的移动网络中执行通信切换并进行服务迁移的示意图；

图3是部署了MEC的移动网络场景通信切换以及服务迁移服务中断时间示意图；

图4是部署了MEC的移动网络场景切换触发时刻和停机拷贝阶段开始时刻重合的示意图；

图5是本发明实施例的通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法流程图；

图6是本发明实施例周期性地判断是否执行服务迁移的流程。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图对本发明作进一步的详细和深入描述。

从通信-计算资源融合的角度，在部署了MEC的移动网络中，移动性管理方法的设计需综合考虑通信切换和服务迁移过程，进行联合设计，能够降低服务总中断时间、提高用户服务质量和服务体验。如图4所示，如果通信切换触发时刻和服务迁移停机拷贝触发时刻重合在一起，那么对于用户来讲，服务总中断时间将会是切换引起的服务中断和服务迁移引起的服务中断中间的最大值。一般情况下，服务迁移引起的服务中断时间更长。并且在这种情况下，服务迁移完成后可以直接通过新接入点为用户提供服务，享受较低的服务时延。那么，如何保证切换开始时刻和服务停机拷贝阶段开始时刻的重合是当前MEC环境中移动性管理面临的重要挑战。

现有方案仅对切换或服务迁移目标进行预测，以便在切换之前进行服务数据同步以减少服务迁移的影响。但是服务数据同步是需要一定时间进行传输，过早根据预测目标进行服务数据同步会造成数据的重复传输，浪费网络带宽，过晚进行服务数据同步，导致在执行通信切换时服务数据同步尚未完成，两个时刻无法重合在一起，无法最小化用户的服务总中断时间。

本发明通过对服务迁移预拷贝阶段持续时间和用户移动性进行预测，得到服务迁移停机拷贝开始时刻以及下次通信切换时刻。若这两个时刻相同，那么此时开始执行服务迁移，在服务迁移完成预拷贝阶段进入停机拷贝阶段的时刻，也到了需要进行通信切换的时刻。两个时刻的重合，可以减少用户的服务总中断时间，提升服务质量。

首先，说明本发明设置的移动性管理相关的逻辑功能实体，主要包括切换管理实体和服务迁移管理实体。切换管理实体，用于通信切换管理，负责执行切换决策，包括切换目标接入点和切换触发时刻的决策。服务迁移管理实体，用于服务迁移管理，包括服务迁移的目标服务器和迁移操作时序的决策。切换管理实体和服务迁移管理实体在实际部署中，可以根据网络架构、设计思想的不同，采取不同的物理部署方案。例如，可以部署在移动终端，采用终端/用户控制的移动性管理；也可以部署在网络侧设备中，采用终端/用户辅助、网络控制的移动性管理；可以部署在网络边缘的无线接入点/MEC服务器，采用分布式移动性管理；也可以部署在网络中区域性或全局的集中式网络管理实体上，采用集中式移动性管理。另外，切换管理实体和服务迁移管理实体可以合并部署在同一个物理设备实体上，也可以分开部署在不同的物理实体上。

本发明提供的一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法，实现流程如图5所示，下面分为八个步骤来说明。

步骤一：用户设备UE不断向当前连接的接入点上报相关信息；所述的相关信息包括用户位置、相邻接入点信号质量。

如图5所示，UE通过接入点A访问网络，服务器节点MEC-A和接入点A联合部署，服务实例放置在节点MEC-A中运行。图5中，本步骤执行：1、UE通过接入点A访问MEC-A中的服务，并周期性地将位置信息、相邻小区信号质量等上报给接入点A。

步骤二：当前接入点将UE上报的信息发送到切换管理实体，由其进行切换决策，包括预测通信切换时刻和目标接入点决策。并将通信切换时刻、目标接入点等信息发送至服务迁移管理实体，由服务迁移管理实体进行服务迁移管理。

本发明执行通信切换时刻预测算法，得到通信切换时刻T_HO。但本发明并不限定具体的通信切换时刻预测方法。例如，可以采用基于用户历史移动信息的切换预测，切换管理实体根据接入点位置分布信息、用户位置信息、相邻接入点信号质量等信息，基于用户当前移动性信息以及历史移动信息，通过移动性预测算法，挖掘用户关于位置变化、移动速度等的移动规律，进而预测用户下一次执行通信切换的时刻T_HO。切换管理实体同样需要对切换目标接入点做出决策，即结合相关信息确定UE的目标接入点。本发明实施例中，切换管理实体根据用户接收到的相邻接入点信号质量来选择合适的目标接入点。

如图5所示，本步骤执行：2、当前接入点(接入点A)向切换管理实体发送相关信息，包括用户位置信息、相邻小区信号质量等信息；3、切换管理实体执行切换管理，进行预测；4、切换管理实体将预测结果信息发送至服务迁移管理实体。

步骤三：服务迁移管理实体接收到切换管理实体发送的消息后，依据目标接入点信息，判断服务是否受益于服务迁移，若是，则预测服务迁移预停机拷贝开始时刻。若该时刻和切换管理实体发送的通信切换时刻重合，则执行步骤四，开始进行服务迁移。

服务迁移管理实体根据目标接入点是否部署MEC服务器、MEC服务器可以为用户提供多少计算资源、存储资源等，判断能否将服务实例迁移至目标接入点的MEC服务器，用户能否会受益于此次服务迁移，即服务迁移之后用户能享受到更低的服务时延，如果是则进行服务迁移，否则，不执行服务迁移。由于边缘服务的提出就是为了近距离地为用户执行服务，以带来更低的时延。因此运行在服务器中的服务实例通常需要跟随用户进行迁移。

在不同服务迁移模式中，预拷贝阶段中，内存页面不断进行传输迭代，在达到预定阈值时结束迭代传输进入停机拷贝阶段。预测服务预拷贝阶段持续时间的方法有很多，本发明并不限定服务预拷贝阶段持续时间的预测方法。例如基于脏页率进行预拷贝阶段时间预测、基于带宽信息进行预拷贝阶段时间预测等。本发明实施例中，计算每一轮迭代传输所需要的时间，为当前轮次需要传输的总页面数据量除以服务器之间的可用带宽。而服务预拷贝阶段持续的时间，即服务预拷贝阶段持续时间t_m为每一轮迭代传输所需时间相加，t_m的计算公式为：

其中，n为迭代次数，i＝1……n，t_i为第i轮迭代传输花费的时间，N_i为第i轮迭代传输的页面数据量，当i＝1时，N₁为总内存页面数据量，B为MEC服务器之间的网络带宽。

对于服务预拷贝阶段持续时间t_m来说，服务大小、带宽、内存页面的修改率是影响该时间的主要因素。对于一个给定的服务，服务实例大小以及内存页面的修改率通常是一定的，服务器之间的带宽通常不会有很大波动，因此可以对服务预拷贝阶段持续时间进行简单的预测从而得到服务停机拷贝阶段开始时刻T_SM。

根据预测到的通信切换时刻以及服务停机拷贝开始时刻，如果这两个时刻重合，则认为当前进行服务迁移操作，可以保证通信切换时刻以及服务停机拷贝开始时刻的重合，从而使得总的服务中断时间最短。当预测的通信切换时刻T_HO晚于服务停机拷贝开始时刻T_SM时，表示当前不需要进行服务迁移，当T_SM和T_HO相等时，开始执行服务预迁移，进入步骤四执行。

如图5所示，本步骤执行：5、服务迁移管理实体根据切换管理实体发送的信息，进行服务迁移管理，判断是否需要将服务实例从MEC-A迁移到服务器MEC-B中，如果需要，则预测服务停机拷贝开始时刻T_SM，判断该时刻T_SM和切换时刻T_HO是否相等；如果两个时刻重合，则认为需要现在执行服务迁移，以保证通信切换和服务迁移停机拷贝开始时刻重合，即服务迁移进入停机拷贝阶段的时刻同时执行通信切换。

如图6所示，本发明方法周期性地执行上述步骤一至步骤三，直到T_SM和T_HO重合或者相差很小时，执行服务迁移。当不需要执行服务迁移时，只在通信切换时刻，进行目标接入点的通信切换。

步骤四：服务迁移管理实体通知当前MEC服务器进行服务迁移。当前MEC服务器和目标MEC服务器之间进行服务迁移，进入服务迁移预拷贝阶段。

本发明实施例中服务迁移采用预迁移或混合迁移的模式，服务迁移过程如下步骤41～45：

步骤41、当前MEC服务器收到服务迁移管理实体的通知后，向目标MEC服务器发出请求。目标服务器接收到消息后预留相关资源，准备接受服务相关数据，并向当前MEC服务器发送确认信息；

步骤42、当前MEC服务器开始进行预迁移，进入预拷贝阶段，将当前运行的服务的用户数据(主要是内存页面)不断迭代发送给目标MEC服务器；

步骤43、迭代轮次或者剩余内存页面数据量达到一定阈值之后，进入停机拷贝阶段，将剩余服务相关数据传输到目标服务器以便恢复服务；

步骤44、服务成功运行后，告知服务迁移管理实体，以恢复服务和移动设备之间的通信；

步骤45、服务迁移结束后，服务迁移管理实体通知原MEC服务器释放服务相关计算、存储等资源。对于预迁移模式，停机拷贝阶段结束后服务迁移完成。对于混合迁移模式，停机拷贝阶段结束后进入后拷贝阶段，后拷贝阶段结束后服务迁移完成。

在整个服务迁移过程中，根据服务大小、网络带宽等情况的不同，预拷贝阶段需要的时间也千差万别。服务停机拷贝阶段需要的时间根据剩余内存页面以及运行状态相关数据等信息决定。在服务停机拷贝阶段内，服务实例在任意一台服务器中均未运行，因此无法为用户提供相应服务，从而会产生一段时间的服务中断。

如图5所示，本步骤执行：6、当需要执行服务迁移时，服务迁移管理实体通知MEC-A向MEC-B执行服务迁移。MEC-A接收通知后，向MEC-B申请进行服务迁移。MEC-B收到通知后预留相关资源，准备接收服务数据，向MEC-A回复确认。MEC-A收到来自MEC-B的确认消息后，开始进行服务迁移，进入预拷贝阶段。

步骤五：当服务迁移中预拷贝阶段结束时，当前MEC服务器通知服务迁移管理实体，由服务迁移管理实体通知切换管理实体，切换管理实体通知当前接入点与目标接入点执行通信切换。

通信切换的过程包括如下步骤51～53：

步骤51、用户当前连接的接入点和目标接入点进行用户信息交互，例如上下文信息等；

步骤52、当前接入点向用户发送信令，断开和用户之间的连接，并告知用户目标接入点；

步骤53、用户根据信令指示，接入目标接入点，完成一次通信切换。

在整个通信过程中，用户断开和当前接入点的连接、接入新接入点之间，会产生短暂时间的中断，该段时间用户无法接入网络，也无法和运行在MEC服务器中的服务进行交互，从而产生一段时间的服务中断。

如图5所示，本步骤执行：7、MEC-A和MEC-B进入服务预拷贝；8、在服务预拷贝阶段结束时，MEC-A通知服务迁移管理实体，由服务迁移管理实体通知切换管理实体服务迁移将进入停机拷贝阶段；切换管理实体通知接入点A进行通信切换；MEC-A和MEC-B进入服务停机拷贝阶段。接入点A接收到来自切换管理实体发出的切换命令后，向接入点B同步用户上下文信息，同步完成后通知UE进行切换。

步骤六：UE通过新接入点访问网络，通信切换完成。

如图5所示，本步骤对应：9、在通信切换完成后，UE和接入点B之间建立通信连接。

步骤七：在服务停机拷贝完成后，服务实例在目标MEC服务器中运行。目标MEC服务器告知服务迁移管理实体，由服务迁移管理实体告知切换管理实体服务实例位置。切换管理实体将服务实例位置信息告知当前接入点，恢复用户和服务实例之间的通信。

如图5所示，本步骤对应：10、服务停机拷贝完成后，MEC-B告知服务迁移管理实体，服务迁移管理实体经由切换管理实体告知接入点B服务实例放置在MEC-B中运行，UE恢复和服务实例之间的通信，通过接入点B访问MEC-B上的服务。

步骤八：当前服务器告知服务迁移管理实体服务迁移结束，服务迁移管理实体通知原服务器释放服务相关资源，所述资源包括计算资源、存储资源等。

如图5所示，本步骤对应：11、MEC-B告知服务迁移管理实体服务迁移结束；12、服务迁移管理实体告知MEC-A释放服务相关资源，所述资源包括计算资源、存储资源等。

本发明方法基于服务预迁移阶段时间预测以及通信切换时间预测，提前进行服务迁移操作，从而保证切换触发时刻和服务停机拷贝阶段开始时刻重合，从而实现通信切换及服务迁移的联合移动性管理。

Claims (5)

1.一种通信切换和服务迁移的联合移动性管理方法，其特征在于，在部署了移动边缘计算MEC的移动网络中，布置逻辑功能实体：切换管理实体和服务迁移管理实体；切换管理实体用于切换目标接入点和通信切换时刻的决策；服务迁移管理实体用于服务迁移的目标服务器和迁移操作时序的决策；所述方法包括如下步骤：

(1)用户设备UE通过当前连接的接入点访问当前移动边缘计算MEC服务器上的服务，并周期性地向当前连接的接入点上报相关信息，所述的相关信息包括用户位置和相邻接入点信号质量；

(2)UE当前的接入点将接收到的信息发送到切换管理实体；切换管理实体根据接收到的信息预测通信切换时刻T_HO以及目标接入点，并将预测结果信息发送给服务迁移管理实体；

(3)服务迁移管理实体依据所述的目标接入点判断服务是否受益于服务迁移；若否，不执行服务迁移；若是，预测服务迁移预拷贝阶段持续时间，得到服务迁移进入停机拷贝阶段的开始时刻T_SM；服务迁移管理实体根据T_SM和T_HO判断是否开始进行服务迁移，若T_SM与T_HO重合，则通知当前MEC服务器开始执行服务迁移，进入(4)执行，否则，不执行服务迁移，只在通信切换时刻，进行目标接入点的通信切换，然后转(1)执行；

(4)当前MEC服务器在接收到开始执行服务迁移的消息后，与目标MEC服务器之间开始执行服务迁移；当服务迁移的预拷贝阶段结束时，当前MEC服务器通知服务迁移管理实体并进入服务迁移停机拷贝阶段；

(5)服务迁移管理实体在接收到预拷贝阶段结束的消息后，通知切换管理实体；切换管理实体通知当前接入点进行通信切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的切换管理实体和服务迁移管理实体部署在同一个物理设备实体上或者不同的物理实体上；所述的物理实体包括移动终端、无线接入点、MEC服务器、以及集中式移动性管理实体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法，当前接入点与目标接入点进行通信切换时，当前MEC服务器与目标MEC服务器处于服务迁移停机拷贝阶段。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的方法，在当前MEC服务器与目标MEC服务器完成服务迁移停机拷贝后，目标MEC服务器通知服务迁移管理实体；服务迁移管理实体告知切换管理实体服务实例位置；切换管理实体将服务实例位置告知当前接入点，恢复UE和服务实例之间的通信。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的方法，在当前MEC服务器与目标MEC服务器之间完成服务迁移后，目标MEC服务器通知服务迁移管理实体；服务迁移管理实体通知源MEC服务器，以释放服务占用的资源。

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