CN111416730A - 在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备和方法 - Google Patents

在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备和方法。用于在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备包括：网络切片管理器，其被配置为针对终端配置网络切片；策略管理器，其被配置为设置应用于所述网络切片的策略；以及软件定义网络(SDN)设备，其被配置为基于所述策略来控制与针对所述网络切片的业务的传输相关的一个或更多个网络实体，其中所述网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。

Description

在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备和方法
技术领域
本公开涉及一种用于控制端到端网络的方法及设备。
背景技术
为了满足自第四代(4G)通信系统商业化之后增加的无线数据业务需求，已经致力于开发改进的第五代(5G)通信系统或pre-5G通信系统。因此，5G通信系统或pre-5G通信系统被称为超越4G网络通信系统或长期演进(LTE)系统。为了实现高数据传输速率，正在考虑在毫米波频段(例如，60GHz频段)中实施5G通信系统。在5G通信系统中，正在讨论诸如波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维度MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线之类的技术，以降低毫米波频段中的传播路径损耗并增加传播传输距离。此外，5G通信系统已经开发了诸如演进的小小区、高级小小区、云无线接入网络(RAN)、超密度网络、设备对设备通信(D2D)、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)和接收到的干扰消除，以改进系统网络。另外，5G系统还开发了高级编码调制(ACM)方案，诸如混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及高级接入技术，诸如滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)和稀疏代码多址接入(SCMA)。
同时，互联网已经演进为其中诸如对象的分布式组件从以人为本连接的、人类可以生成和消费信息的网络中交换信息并处理信息的物联网(IoT)网络。已出现其中通过与云服务器等的连接将大数据处理技术与IoT技术相结合的万物互联(IoE)技术。为了实现IoT，需要诸如传感技术、有线/无线通信、网络基础设施、服务接口技术和安全技术之类的技术要素，近来已在研究诸如传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器型通信(MTC)等用于连接对象间的连接的技术。
在IoT环境中，可能会提供一种智能互联网技术(IT)服务，该服务对从连接的对象生成的数据进行收集和分析，并在人们的生活中创造新的价值。IoT可以通过现有信息技术(IT)和各种工业应用之间的融合被应用于诸如智能家居、智能建筑、智慧城市、智能汽车、联网汽车、智能电网、医疗保健、智能家电或高科技医疗服务的多个领域。
在5G中，需要支持具有各种要求的设备之间的无干扰操作，并且动态网络控制的需求也引起了诸如IoT(大规模IoT)、智能汽车等具有新特征的服务的关注。为此，已经引入了基于若干逻辑虚拟网络构成专用网络的网络切片，以在单个物理网络中支持具有不同特性的各种服务。网络切片动态产生具有新特性的服务，并确保快速交付新服务，从而产生收益。
这样的网络切片在逻辑上彼此隔离，并具有从终端到数据网络的端到端(E2E)特征。因此，如果根据每个切片的要求(诸如时延或带宽)最佳地配置网络切片，则能够控制E2E范围。
同时，网络服务保证技术提供了用于诊断和管理网络质量的性能监视，并结合了使用性能监视的软件定义网络(SDN)技术来优化网络。此外，网络服务保证技术能够与大数据分析或机器学习相关联，提供增值服务，例如在最佳位置推荐新资源配置。特别是，就QoE而言，以5G为代表的下一代网络具有如下两个主要特征。
现有无线通信的演进仅需要增加带宽，但是5G的主要需求是低时延和低抖动，这就要求实时的响应和相互反应。根据这些要求，由于需要控制以IoT为代表的许多设备，因此网络的复杂性呈指数增长。另外，由于几个服务提供商必须在配置单个移动通信网络时满足多个网络提供商之间的服务水平协议(SLA)，所以网络质量的管理变得非常重要。
在另一方面，随着现有的网络基础设施正迅速地向云变化，用于逻辑上将同一基础设施划分为多个网络的网络切片技术正在成为一种重要的技术。因此，基于云的数据中心网络中的质量管理技术变得越来越重要。
以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。关于以上内容中的任何内容是否可以用作关于本公开的现有技术，没有确定，也没有断言。
发明内容
本公开的各方面旨在至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点。因此，本公开的一方面在于提供一种为每个无线接入技术(RAT)配置网络切片并且为每个网络切片设置和运行策略的方法。
本公开的另一方面在于提供一种用于通过对网络中的各个配置的网络切片的分组之间进行区分并且通过监视终端与数据网络之间的端到端(E2E)部分中的业务来管理网络切片的方法。
另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地，根据描述将是显而易见的，或者可以通过实践所呈现的实施例而习得。
根据本公开的一方面，提供了一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备。所述设备包括：网络切片管理器，所述网络切片管理器被配置为针对终端配置网络切片；策略管理器，所述策略管理器被配置为设置应用于所述多个网络切片的策略；以及软件定义网络(SDN)设备，所述SDN设备被配置为基于所述策略控制与针对所述多个网络切片的业务的传输相关的一个或更多个网络实体，其中，所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的服务器。所述服务器包括：虚拟交换机，所述虚拟交换机包括被配置为处理终端的业务的流表应用器；以及用户平面功能(UPF)，所述UPF被配置为从所述终端接收所述业务或将所述业务发送给所述终端，其中所述流表应用器被配置为：使用用于处理所述业务的多个流表来识别所述多个网络切片中针对所述终端配置的网络切片；根据与所识别的网络切片对应的流规则，处理所述业务；并且其中所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备的方法。所述方法包括：为终端配置多个网络切片；设置被应用于所述多个网络切片的策略；以及基于所述策略，控制与针对所述多个网络切片的业务的传输相关的一个或更多个网络实体，其中所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的服务器的方法。所述方法包括：使用用于处理终端的业务的多个流表在多个网络切片中识别针对所述终端配置的网络切片；根据与识别出的网络切片对应的流规则来处理所述业务；以及将处理后的业务发送到所述服务器内部的用户平面功能(UPF)或所述服务器外部的实体，其中所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
根据实施例，可以通过为每个RAT配置和操作网络切片来测量和监视每个网络切片和每个终端的网络质量。
另外，根据实施例，可以通过监视E2E的整个部分以及特定部分的业务，来支持测量网络质量并且基于该测量进行优化。
根据以下详细描述，本公开的其他方面、优点和显着特征对于本领域技术人员将变得显而易见，以下详细描述结合附图公开了本公开的各种实施例。
附图说明
通过以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1A是示出根据本公开的实施例的用于针对每个服务操作网络切片的结构的图；
图1B是示出根据本公开的实施例的用于针对每个服务操作网络切片的结构的图；
图1C是示出根据本公开的实施例的用于测量网络质量的数据中心的结构的图；
图2是示出根据本公开的实施例的终端的整体服务部分中包括的网络实体的图；
图3是示出根据本公开的实施例的用于管理终端的整体服务部分中的各个部分中的元件的网络实体的配置的框图；
图4A是示出根据本公开的实施例的在用于控制端到端服务部分的系统中针对各个RAT配置的网络切片的结构的图；
图4B是示出根据本公开的实施例的在用于控制端到端服务部分的系统中针对各个RAT配置的网络切片的结构的图；
图5A是示出根据本公开的实施例的用于管理端到端服务部分的E2E协调器(E2E-O)的配置的图；
图5B是示出根据本公开的实施例的用于管理系统中的策略和切片的数据的示例的图；
图5C是示出在根据本公开的图5A的系统中用于管理策略和切片的数据的示例的图；
图6是示出根据本公开的实施例的其中由E2E-O控制SDN的流程的图；
图7A是示出根据本公开的实施例的每个网络切片中的业务路径的标识的图；
图7B是示出根据本公开的实施例的应用于GTP分组的策略的示例的图；
图8是示出根据本公开的实施例的处理终端的数据业务的过程的图；
图9是示出根据本公开的实施例的发送到虚拟交换机内部的UPF VM的上行链路分组的传输路径的图；
图10是示出根据本公开的实施例的通过UPF VM中的虚拟交换机发送的下行链路分组的传输路径的图；
图11A是示出根据本公开的实施例的用于处理虚拟交换机内部的分组的流表的示例的图；
图11B是示出根据本公开的实施例的被应用了流表的GTP分组的结构的图；
图12是示出根据本公开的实施例的用于处理虚拟交换机内部的分组的流表的示例的图；
图13是示出根据本公开的实施例的用于处理虚拟交换机内部的分组的流表的示例的图；
图14是示出根据本公开的实施例的监视方案的图；
图15是示出根据本公开的实施例的针对每个网络切片的分组的被动监视的流程的图；
图16是示出根据本公开的实施例的针对每个网络切片的分组的主动监视的示例的图；
图17A是示出根据本公开的实施例的主动监视的整体操作的流程的图；
图17B是示出根据本公开的实施例的主动监视的整体操作的流程的图；
图17C是示出根据本公开的实施例的主动监视的整体操作的流程的图；
图18A是根据本公开的实施例的用于执行在本公开中提出的操作的整个系统的框图；
图18B是用于执行根据本公开的实施例所提出的操作的整个系统的框图；
图19A是示出根据本公开的实施例的控制网络切片中的业务传输路径的操作的流程图；
图19B是示出根据本公开的实施例的控制网络切片中的业务传输路径的操作的流程图；
图19C是示出根据本公开的实施例的控制网络切片中的业务传输路径的操作的流程图；
图20A是示出根据本公开的实施例的用于测量网络质量的监视操作的流程图；
图20B是示出根据本公开的实施例的用于测量网络质量的监视操作的流程图；
图21是示出根据本公开的实施例的用于输入可以使用管理设备的运营商的信息的用户界面的图；
图22是示出根据本公开的实施例的用于提供关于为各个RAT配置的网络切片的信息的用户界面的图；
图23是示出根据本公开的实施例的用于设置关于针对终端配置的网络切片的信息和针对相应终端的策略的用户界面的图；
图24是示出根据本公开的实施例的用于通过按区域和RAT显示网络切片来提供针对终端而配置的网络切片的用户界面的图；
图25是示出根据本公开的实施例的用于通过按区域和RAT显示网络切片来提供针对终端而配置的网络切片的用户界面的图；
图26是示出根据本公开的实施例的用于通过按区域和RAT显示网络切片来提供针对终端而配置的网络切片的用户界面的图；
图27是示出根据本公开的实施例的用于通过按区域和RAT显示网络切片来提供针对终端而配置的网络切片的用户界面的图；
图28是示出根据本公开的实施例的按日期和时间显示每个网络切片中发送和接收的业务的监视结果的用户界面的图；
图29是示出根据本公开的实施例的按日期和时间显示每个网络切片中发送和接收的业务的监视结果的用户界面的图；
图30是示出根据本公开的实施例的按日期和时间显示每个网络切片中发送和接收的业务的监视结果的用户界面的图；
图31是示出根据本公开的实施例的显示针对特定网络切片的监视上行链路业务和下行链路业务的结果的用户界面的图；
图32是示出根据本公开的实施例的用于运营商输入与针对特定网络切片的主动监视操作相关的配置的用户界面的图；
图33是示出根据本公开的实施例的用于根据运营商的请求，通过显示针对各个SLA条件的主动监视操作的结果，来提供该主动监视操作的结果的用户界面的图；
图34是示出根据本公开的实施例的用于根据运营商的请求，通过显示针对各个SLA条件的主动监视操作的结果，来提供该主动监视操作的结果的用户界面的图；
图35是示出根据本公开的实施例的用于基于监视结果来提供网络质量信息并使其可视化的用户界面的图；
图36是示出根据本公开的实施例的用于基于监视结果来提供网络质量信息并使其可视化的用户界面的图。
在整个附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
具体实施方式
提供以下参考附图的描述，以帮助全面理解由权利要求及其等同形式所限定的本公开的各种实施例。它包括各种具体细节以帮助理解，但是这些具体细节仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，可以省略对公知功能和构造的描述。
在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而是仅由发明人使用以使能对本公开内容进行清楚和一致的理解。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供本公开的各种实施例的以下描述仅出于说明的目的，而不是出于限制由所附权利要求及其等同形式所限定的本公开的目的。
应当理解，单数形式的“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文另外明确指出。因此，例如提及“组件表面”包括指示一个或更多个这样的表面。
另外，在描述本公开的实施例时，本公开的主要内容也可以应用于具有相似技术背景的其他通信系统，该相似技术背景为不在很大程度上超出本公开的范围内具有很小的变化，并且可以由在本公开的技术领域中具有熟练技术知识的人员确定。
通过参考下面结合附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及实现它们的方式将变得显而易见。然而，本公开不限于以下阐述的实施例，而是可以以各种不同的形式来实现。提供以下实施例仅是为了完全公开本公开并将本公开的范围告知本领域技术人员，并且本公开仅由所附权利要求的范围来限定。在整个说明书中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
在此，将理解的是流程图图示的每个框以及流程图图示中的框的组合可以通过计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，从而使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程框图或多个框图中指定功能的装置。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可用或计算机可读的存储器中，该存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可用或计算机可读的指令可以产生包括实现在流程框图或多个框图中指定的功能的指令装置的一种产品。
计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程框图或多个框图中指定的功能的步骤。
并且流程图图示的每个框图可以代表代码的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施例中，多个框图中指出的功能可以不按顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框图，或者有时可以以相反的顺序执行这些框图。
如本文所使用的，“单元”是指执行预定功能的软件元件或硬件元件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。但是，“单元”并不总是限制为软件或硬件的含义。该“单元”可以被构造为存储在可寻址存储介质中或执行一个或更多个处理器。
因此，“单元”例如包括软件元件、面向对象的软件元件、类元件或任务元件、过程、函数、属性、过程、子例程、程序代码的段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、数组和参数。“单元”提供的元件和功能可以组合成较少数量的元件、“单元”，也可以划分成更大数量的元件、“单元”。此外，元件和“单元”可以被实现为再现设备或安全多媒体卡内的一个或更多个CPU。
然而，将参考附图更详细地描述根据实施例的网络切片的配置以及操作和管理该网络切片的方法。
图1A和图1B是示出根据本公开的实施例的用于针对每个服务操作网络切片的结构的图。
图1C是示出根据本公开的实施例的用于测量网络质量的数据中心的结构的图。
图1A示出了根据本公开的实施例的针对由5G支持的各个服务被配置和操作的网络切片。
参照图1A，第一切片可以被配置为支持用户终端(例如，智能电话、移动电话等)之间的无线通信服务。另外，第二切片可以被配置用于支持以预定速度或更高速度移动的设备(例如车辆)之间的必要信息的发送和接收的无线通信服务。此外，第三切片可以被配置为支持大型IoT服务，以收集和分析有关特定对象的数据。如图1A所示，除了以上示例之外，可以针对由5G支持的各个服务来配置和操作各种网络切片。
在该实施例中，用于各个服务的网络切片被配置在相同的设施中，而不是为每个服务产生专用网络。
参照图1B，例如，可以配置用于支持宽带服务的第一切片、用于支持大规模IoT服务的第二切片和用于支持工业服务的第三切片。在这种情况下，各个网络切片可以具有不同的关键性能指标(KPI)，它们是各个服务的性能指标。例如，需要支持宽带服务的第一切片的吞吐量可以作为KPI，需要支持大规模IoT的第二切片的分组丢失可以作为KPI，而需要支持工业服务的第三切片的时延可以作为KPI。
同时，可以通过根据各个服务的特性在逻辑上划分诸如网络之类的资源并将其分配给现有基础设施中的切片来操作各个网络切片。参照图1B，尽管根据服务在逻辑上划分和配置了若干网络切片，但是可以看出它们是在连接基站、数据中心办公室和数据中心的同一基础设施中操作的。
在如上所述针对各个服务来操作网络切片的情况下，即使终端在LTE和5G共存的非独立(NSA)结构中使用多个RAT，也只能针对5G的特定服务操作网络切片。即，由于未对各个RAT操作网络切片，因此难以测量相应终端的总业务并确定提供商是否满足服务水平协议(SLA)。
参照图1C，其示出了用于通过在数据中心内部执行监视来测量网络质量的结构。更具体地，图1C中的监视包括用于通过发送用于诊断的测试分组来测量质量的主动监视方案以及用于使用正常通信分组来测量质量的被动监视方案。这样，运营商能够在数据中心内部的复杂网络结构中测量期望部分的网络质量，并且有可能确保目标网络在测量部分中的可见性并基于软件对其进行统一管理。
如果如上所述仅在数据中心中执行监视，则难以在包括数据中心之外的实体的端到端(E2E)部分中测量网络质量。另外，在配置和操作多个网络切片的情况下，网络切片操作系统和网络质量测量系统彼此不关联。因此，难以测量每个网络切片的质量，并且不可能执行反映该质量的业务优化操作。
因此，本公开的实施例提出了一种用于针对各个RAT配置网络切片并且在包括针对各个RAT配置的网络切片的系统中为每个网络切片产生和应用策略的方法。
另外，本公开的实施例提出了一种用于在包括针对各个RAT的网络切片的系统中监视端到端业务并测量和优化其质量的方法。
图2是示出根据本公开的实施例的终端的整体服务部分中包括的网络实体的图。
图3是示出根据本公开的实施例的用于管理终端的整体服务部分中的各个部分中的元件的网络实体的配置的框图。
参照图2，根据本公开的实施例的用于管理和操作网络的系统可以包括E2E协调器200，该E2E协调器200用于控制和管理包括终端并且由终端使用的整体服务部分。如图所示，根据实施例的E2E协调器(E2E-O)200可以包括配置管理器、服务管理器、网络切片管理器(NSM)、资源管理器和策略管理器。根据实施例，网络切片管理器可以针对各个RAT配置和操作网络切片，策略管理器可以起到设置策略并将该策略应用于每个配置后的网络切片的作用。稍后将参照图5A对各个元件进行详细描述。
根据实施例的用于控制和管理包括终端并且由终端使用的整体服务部分的系统(在下文中，被称为“端到端服务部分”)可以包括多个网络实体，该多个网络实体用于对管理端到端服务部分的多个元件(例如，基站、虚拟网络功能(VNF)、链接等)进行管理。如图2所示，端到端服务部分可以包括用于管理和控制诸如用户设备(UE)、IoT设备等的终端与基站之间的无线通信的EMS、用于处理无线通信的分组的边缘云、包括连接到边缘云的前传的发送部分、用于在核心端处理分组的核心云以及通过回传将核心云连接到边缘云的发送部分。
边缘云、各个发送部分和核心云可以包括软件定义网络(SDN)和管理与编排(MANO)中的至少一个。SDN和MANO可以由相应部分中的网络元件执行管理和控制操作的功能。
参照图3，根据本公开的实施例的元件管理系统(EMS)310可以控制和管理基站和数据中心的功能，诸如RAN虚拟化网络功能(VNF)、核心VNF等。另外，EMS 310可以将关于基站、RAN VNF、核心VNF等的信息发送到E2E-O 300，并且可以由E2E-O 300控制以便对网络切片策略中被配置给基站、RAN VNF、核心VNF等的项目进行设置。
如图3所示，根据实施例的MANO 320可以包括网络功能虚拟化协调器(NFVO)、虚拟化网络功能管理器(VNFM)、物理基础设施管理器(PIM)和虚拟化基础设施管理器(VIM)。MANO 320管理数据中心中的虚拟资源，并控制和管理与VNF的生命周期相关的操作(例如，产生或删除VNF的操作)。MANO 320可以将数据中心中的VNF的信息和状态发送到E2E-O300，并且可以由E2E-O 300控制，以产生或删除配置网络切片所需的VNF。
如图3所示，根据实施例的SDN 330可以包括SDN协调器331和用于操作和管理SDN的SDN控制器332。另外，SDN控制器332可以包括用于执行与数据中心或网络切片相关的操作的应用(APP)。稍后将描述SDN控制器332中包括的元件中与本公开的实施例相关的元件的操作。
另外，根据实施例的系统可以包括与SDN的应用(APP)相关联并且处理与各个网络切片相关的分组的多个交换机340以及包括虚拟交换机和用于执行与监视相关的操作的测试管理器的服务器350。
根据实施例的SDN 330可以控制和管理用于数据中心内部和外部的网络部分的网络设备(例如，交换机、路由器等)，并且可以配置网络以使得能够在VNF之间进行通信或者在VNF与基站之间进行通信。可以控制SDN 330，以便当E2E-O 300配置网络切片时，SDN 330在每个部分中向E2E-O 300发送网络设备的状态和关于该网络设备的信息，并在网络切片策略中配置用于元件的通信的网络或配置要被应用于网络设备的项目。
图4A和图4B是示出根据本公开的各种实施例的在用于控制端到端服务部分的系统中针对各个RAT配置的网络切片的结构的示图。
图4A和图4B示出了应用于上面参照图2和图3描述的用于控制端到端服务部分的系统的网络切片的结构。本公开提出了可以针对每个RAT单独操作的网络切片的结构。
参照图4A，在实施例中可以配置三个网络切片。例如，可以配置作为根据5G通信的网络切片的第一切片41和第二切片42以及作为根据LTE通信的网络切片的第三切片43。这里，可以由以上参照图2和图3描述的E2E-O中的网络切片管理器来配置三个网络切片。
终端可以使用第一切片至第三切片与互联网(数据网络)进行通信。例如，终端可以与第一切片41和第二切片42中包括的5G基站5GNB执行无线通信，并且根据第一切片41和第二切片42的分组可以通过用户平面功能(UPF)实体40、会话管理功能(SMF)实体41b或42b以及接入和移动性管理功能(AMF)实体41a或42a来与互联网进行通信。
与通过特定服务划分网络切片的现有技术不同，根据本公开的实施例的网络切片可以通过无线电频带划分。例如，图4A中的第一切片41可以是被配置为用于在3.5GHz频带中通信的网络切片，第二切片42可以是被配置用于在28GHz频带中通信的网络切片。
另外，终端与第三切片43中包括的基站进行无线通信，并且通过服务网关(S-GW)43b向/从互联网发送/接收根据第三切片43的分组。尽管未在图中示出，但是上行链路业务和下行链路业务通过分组数据网络(PDN)网关(P-GW)在S-GW 43b与互联网之间被发送。移动性管理实体(MME)43a执行诸如EPS承载的产生、修改和释放的管理，其中EPS承载是作为终端和互联网之间的路径的GTP隧道(在UE-eNB-SGW-PGW部分中产生的逻辑隧道)，并且本地用户服务器(HSS)充当提供信息的角色，以便MME能够在相应的终端上执行身份验证或接入管理。
同时，因为通过与UPF 40的连接形成了针对LTE通信的分组传输路径，所以根据实施例的在用于LTE通信的网络切片中包括的S-GW 43b可以支持用于LTE通信的网络切片功能。
为了清楚起见，参照示出上述网络切片的连接关系的图4B，可以在单个终端中配置三个网络切片，并且更具体地，可以配置两个5G网络切片和一个LTE网络切片。在实施例中，尽管根据5G通信形成的两个网络切片共同使用SMF 41b，但是可以为每个网络切片配置SMF。
如图4B所示，即使终端通过不同的基站执行通信，也可以通过单个UPF 40将通过每个基站发送和接收的业务发送到互联网。即，由于通过共用的UPF 40配置了用于LTE通信的网络切片和用于5G通信的不同频带的网络切片两者的业务传输路径，因此可以对各个终端和各个网络切片配置的业务路径设置并应用适当的策略。
参照图4A和图4B描述的网络切片可以针对各个RAT和各个频带进行配置。在为单个终端配置多个网络切片的情况下，可以操作系统，使得所有配置后的网络切片都支持该终端使用的特定服务。
图5A是示出根据本公开的实施例的用于管理端到端服务部分的E2E-O的配置的图。
图5B和图5C是示出根据本公开的各种实施例的根据图5A的用于管理系统中的策略和分片的数据的示例的图。
图6是示出根据本公开的实施例的由E2E-O控制SDN的流程的图。
参照图5A，根据实施例的E2E-O 500可以包括配置管理器501、服务管理器502、网络切片管理器503、资源管理器504和策略管理器505。
配置管理器501将配置应用于各个元件(例如，基站、VNF等)或获得所应用的配置，服务管理器502被应用于网络切片并执行配置或管理要提供给终端的服务的功能。网络切片管理器503基于预定规则(例如，根据E2E-O的预定操作规则、运营商的请求或输入等)来产生或配置网络切片(参见图5A中的①))，并对其进行管理或删除。
另外，策略管理器505设置和管理要应用于由网络切片管理器503或整个网络配置的网络切片的策略(参见图5A中的③)。资源管理器504管理在端到端服务部分中的所有元件的资源(例如，服务器使用率、网络使用率等)。
具体地，根据实施例的E2E-O 500可以包括用于针对各个RAT的网络切片的配置和管理的切片数据库(DB)503a。
参照图5B，切片DB 503a可以包括例如所配置的网络切片的标识信息、每个网络切片的网络类型(RAT的类型、频带信息等)、每个网络切片中包括的基站的标识信息(例如，基站的IP地址)、关于每个网络切片中要满足的SLA的信息等。网络切片管理器503使用存储在切片DB 503a中的信息来配置和控制网络切片(参见图5A中的②)。
另外，根据实施例的E2E-O 500可以包括用于为每个切片或每个终端配置策略的策略数据库(DB)505a。
参照图5C，策略DB 505a可以包括与针对每个终端或每个网络切片的承载或信令IP相关的策略信息。尽管在图中未示出，但是策略DB 505a还可以包括关于针对每个终端或每个网络切片的SLA的策略信息。策略管理器505可以使用存储在策略DB 505a中的信息来配置相应的策略并将其应用于每个切片(参见图5A中的④)。
在根据实施例的网络切片的配置和操作中，若干网络切片在相同的物理资源中同时操作，并且要使用的资源根据运营商设置的策略被分配给各个切片，而不是均匀地进行分配和使用相同的资源。应用于上述资源分配的每个网络切片的策略的示例可以如下。
-服务水平协议(SLA)策略：这些是必须在网络切片中被保证的策略。需要不断检查策略中设置的值是否被满足，并控制资源。
·带宽(相应的网络切片可以使用的最大业务带宽)
·时延(在相应网络切片中必须被保证的终端与服务之间的时延)
·可以接入网络切片的终端的最大数量
·诸如网络切片的优先级以及其他的信息
-终端策略：这些是应用于终端的策略。
·要由终端使用的IP地址(用于每个切片的信令IP、承载IP等)
·其他
参照图6，如果根据本公开的实施例在E2E-O中配置了网络切片，并且设置了该网络切片的策略，则E2E-O执行控制以通过SDN将上述配置应用于网络(参见图6中的⑤)。即，可以通过SDN将在E2E-O中配置的网络切片及在其中设置的策略应用于实际网络。
更具体地，在E2E-O中配置的网络切片和策略的配置中，对于网络的配置所需的信息被发送到SDN协调器(SDNO)。SDNO基于从E2E-O接收到的信息，产生用于网络切片的网络配置的信息。网络配置所需的信息可以是例如分配给每个切片的基站的IP地址、终端与服务之间的业务路径以及诸如带宽的SLA策略。稍后将参照图7B描述更详细的示例。
SDNO将产生的网络配置信息传送到SDN控制器(SDNC)(参见图6中的⑥)。SDN控制器基于接收到的网络配置信息执行将相应的配置应用于业务路径中所有网络设备的操作(参见图6中的⑥)。根据实施例的SDN控制器执行通过内部网络切片应用来应用配置的操作。例如，SDN控制器的网络切片应用可以在与每个网络切片(虚拟交换机、主干交换机、边缘路由器等等)的业务路径相关的配置中设置用于保证带宽的速率限制或用于通信的流规则。
图7A是示出根据本公开的实施例的在每个网络切片中的业务路径的标识的图。
图7B是示出根据本公开的实施例的根据图7A的应用于GTP分组的策略的示例的图。
参照图7A，如果根据本公开的实施例针对各个RAT配置了多个网络切片，则可以通过检查每个网络切片的GTP分组，根据由SDN配置的策略来识别业务通过的网络切片。每个网络切片的业务流可以通过分配给每个网络切片的基站的IP地址来区分。
更具体地，终端的数据业务(承载业务)可以通过在基站与用于使用5G核心VNF之一来处理承载业务的UPF之间的GTP隧道部分或在基站与用于处理LTE承载业务的S-GW之间的GTP隧道部分。即，终端的数据业务传输通过图7A所示的S1-U/GTP和NG1-U/GTP部分。此时，与终端的数据业务相对应的GTP分组的IP报头包括基站的IP地址。SDN可以在GTP分组的IP报头中检查基站的IP地址，以识别每条数据业务所属的网络切片。
另外，在为每条数据业务识别出网络切片之后，SDN可以设置用于检查GTP分组的配置，以便根据预定策略来控制数据业务的路径。例如，在应用于图7A中配置的网络切片的策略与图7B相同的情况下，例如，如果确定GTP分组是与3.5GHz频带相对应的切片，则GTP分组检查器741可以识别相应切片的数据路径(根据图7B，边缘路由器→边界叶→主干1→叶2→虚拟交换机1→UPF→……→互联网)，并且可以执行控制，使得GTP分组通过相应的路径被发送和处理。
同时，参照图7B，可以看出基站的IP地址被设置为源IP地址。如果策略设置被识别为源IP地址，如图7B所示，则该设置被应用于上行链路业务，如果该策略设置被识别为目的IP地址，则该设置被应用于下行链路业务。
在下文中，将更详细地描述用于通过分别将设置策略应用于上行链路业务和下行链路业务来识别和控制业务路径的SDN的操作。
图8是示出根据本公开的实施例的处理终端的数据业务的过程的图。
图9是示出根据本公开实施例的发送到虚拟交换机内部的UPF VM的上行链路分组的传输路径的图。
图10是示出根据本公开的实施例的通过UPF VM中的虚拟交换机发送的下行链路分组的传输路径的图。
图11A是示出根据本公开的实施例的用于处理虚拟交换机内部的分组的流表的示例的图。
图12是示出根据本公开的实施例的用于处理虚拟交换机内部的分组的流表的示例的图。
图13是示出根据本公开的实施例的用于处理虚拟交换机内部的分组的流表的示例的图。
图11B是示出根据实施例的应用了流表的GTP分组的结构的图。
根据实施例，在SDN中完成所有设置之后，可以在端到端服务部分中发送用于特定网络切片的分组。首先，将描述上行链路分组的传输。
参照图8，分组可以从终端81发送到特定网络切片中包括的基站82。在终端81与基站82之间发送的分组可以是最简单形式的包括终端的IP地址和终端的数据的分组①。这样的分组从基站82发送到GTP隧道部分，然后以GTP分组②的形式发送到设置在数据中心的UPF 83。此时，根据在特定网络切片中设置的策略，经由多个交换机和服务器，通过路径840将GTP分组发送到UPF 83。
更具体地，发送到GTP隧道的GTP分组可以经过边缘路由器841。根据实施例的边缘路由器841可以识别GTP分组以便根据由SDN设置的策略来发送GTP分组，可以从GTP分组的报头中识别基站的IP地址，并且可以确定分组的传输路径和目的地UPF。另外，根据实施例的边缘路由器841可以通过将与VXLAN相关的报头添加到GTP分组来将GTP分组改变为VXLAN分组形式(③)，使得该分组被发送到数据中心内部部分中的UPF VM。然而，可以根据运营商的策略由边界叶交换机842执行将GTP分组改变为VXLAN分组的形式的操作。
随后，基于根据所识别的策略的路径840，改变为VXLAN形式的分组经过边界叶交换机842、主干交换机843、叶交换机844等到达目的地UPF VM所在的服务器850的虚拟交换机851。
到达虚拟交换机851的分组通过虚拟交换机内部的流表被发送到UPF VM。将参照图9对此进行描述。
参照图9，从叶交换机944到达虚拟交换机951的分组在虚拟交换机951中被处理，以便被发送到UPF VM，如图9所示。
更具体地，进入虚拟交换机951的分组①包括VXLAN报头，并且在经过称为“虚拟隧道端点(VTEP)”951a的虚拟端口时报头被移除，以便将分组改变为GTP分组形式(②)。此后，GTP分组被输入到流表应用器951b，而后经过在流表应用器951b中设置的各个流表，从而将与每个表相对应的流规则应用于该GTP分组。在本公开中，示出了使用虚拟交换机951中的三个流表处理业务的情况。
例如，第一流表(表0)951-1检查GTP分组的基站的IP地址，并识别该分组所属的网络切片。另外，第二流表(表1)951-2检查GTP分组的终端的IP地址，并识别分组业务所属的终端。在本公开中，将特定功能添加到虚拟交换机951以用于第二流表的操作，这将在后面参照图11和图12进行描述。此外，第三流表(表2)951-3检查GTP分组的MAC地址，并确定要将分组发送到的UPF VM 93。
如果如上所述通过将各个流表应用于分组来确定每个分组所属的网络切片和终端以及分组将被发送到的UPF VM 93，则GTP分组③最终被发送到连接所确定的UPF VM 93的虚拟端口。此后，分组被UPF VM 93接收。
在以上示例中，已经描述了上行链路分组的处理。现在，将参照图10描述下行链路分组的示例。
参照图10，UPF 103将要通过特定网络切片发送到特定终端的分组发送到虚拟交换机1051中。从UPF 103输入到虚拟交换机1051的分组是GTP分组①的形式。GTP分组被输入到虚拟交换机1051的流表应用器1051b，而后经过流表应用器1051b中设置的各个流表，以便将与每个表相对应的流规则应用于该GTP分组。
例如，第一流表(表0)1051-1检查GTP分组②的基站的IP地址，并识别该分组所属的网络切片。另外，第二流表(表1)1051-2检查GTP分组的终端的IP地址并识别该分组所属的终端。此外，第三流表(表2)1051-3检查GTP分组的MAC地址，并将其发送到虚拟隧道端点(VTEP)1051a，以便向其添加用于发送分组的VXLAN报头。
如上所述，发送到虚拟隧道端点(VTEP)1051a的分组被改变为VXLAN分组形式③，并被发送到叶交换机1044，以便其通过基站被发送到终端。此后，如图8所示，经由叶交换机、主干交换机、边缘路由器等，通过用于分组的特定网络切片的基站将该分组发送到终端。
将更详细地描述虚拟交换机中的上述流程图。参照图11A、图12和图13，多个流表被配置并从“0”开始编号，并且各个流表包括用于处理分组的流规则。将流规则配置为应用于通过虚拟交换机的所有数据分组。可以通过参照图6描述的过程来产生流规则。
根据附图的流程规则大致包括“匹配”、“指令”和“计数器”。“匹配”是指示应用了流规则的分组的形式的字段，“指令”是指示将要应用于匹配分组的操作的字段，“计数器”是存储匹配分组的数量的累积和以及分组的大小并且将其收集以用于被动监视过程的字段。
参照图11A，图11A对应于流表0，它是当分组进入虚拟交换机时用于检查分组的第一表。流表0可用于识别基站的IP地址并识别业务的网络切片。图11A中的表示出了流表0的流规则中用于处理图8中的业务的流规则的示例。如果分组与流规则匹配，则按照指令中的指定处理该分组并将其传递给应用流表1，然后再次执行流规则检查处理。
在图11A的指令中，“OFPTA_INNER_IPLKUP”是根据实施例的新添加到虚拟交换机的操作，以便检查GTP分组内的IP报头10中的终端的IP地址，如图11B所示。在执行了相应的操作之后，当在流表的匹配过程中使用IP报头时，检查内部IP报头(包括终端IP地址的报头10)。
图12是示出根据实施例的流表1的图，其示出用于检查GTP分组内的IP报头(内部IP报头)中的终端的IP地址并识别网络切片和业务所源自的终端的流规则的示例。由于根据实施例，在应用了流表0之后发送的分组已经通过“OFPTA_INNER_IPLKUP”操作进行了处理，因此图12中的流表1中的匹配字段的IP报头参照图11B中的内部报头10。如果分组符合流规则，则该分组将按照指令中的指定进入流表2，然后再次执行流规则检查过程。
参照图13，其示出了根据实施例的流表2，该流表示出了用于确定最终将分组发送到的VM或者是否向服务器外部发送分组的流规则的示例。根据实施例，在检查了图11B所示的分组的MAC地址11之后，如果在流表2中存在与分组匹配的流规则，则执行与该匹配规则的指令相对应的操作。在图中所示的示例中，根据相应指令的操作将分组发送到UPF VM或服务器的外部。
在下文中，将参考附图描述根据实施例的监视网络切片的操作。在实施例中，将主动监视和被动监视描述为监视方案。
主动监视是一种方法，其中测量设备生成被称为“测试分组”的特定分组，并将其发送到测量目标，并响应于此而接收由测量目标发回的分组，从而测量发送设备与接收设备之间的部分的网络质量。此方法的示例包括测试协议(诸如ping和TWAMP)，并且为测试生成的分组形式在各个测试协议之间有所不同。为了使用主动监视方案来测量质量，需要用于产生和发送测试分组的设备，并且所应用方案的测试协议必须能够在发送/接收设备中运行。
被动监视是一种方法，该方法收集通过网络路径发送和接收的分组而无需进一步产生和发送/接收诸如主动监视中的测试分组之类的特定分组，并检查当前网络状态。由于被动监视不使用测试分组，因此不需要其他用于测量的设备。然而，需要定义用于收集发送和接收的分组的方法以及用于从所收集的分组获得网络的状态信息的方法。
图14是示出根据本公开的实施例的监视方案的图。
参照图14，对于由本公开提出的主动监视方案，根据实施例的系统可以包括用于为每个网络切片产生测试分组并向/从测量目标设备发送/接收测试分组的vSA 144，作为虚拟机(VM)。如图所示，vSA 144连接到UPF 143的后端，并使用测试协议生成要被发送到测量目标设备的测试分组。例如，在测量目标设备是终端141的情况下，终端141可以被配置为在其中操作测试协议。
更具体地，根据实施例的主动监视由运营商在E2E-O 1400中触发，运营商选择针对每个网络切片提供的虚拟化服务保证(vSA)144(例如，包含用于执行主动监视方案的测试协议等的虚拟机可以对应于该vSA)，和要被测量的终端141，并发起测量。如果根据测量发起的请求消息通过SDN(未示出)从E2E-O 1400发送到vSA 144，则执行由E2E-O 1400请求的测量
Figure BDA0002359051310000211
在这种情况下，还可以执行设置流规则的处理，该流规则要被应用于通过其发送用于测量的测试分组的路径。
同时，vSA 144在接收到请求测量发起的消息时，将测试分组发送到测量目标终端141，并且响应于此，从测量目标终端141接收分组，从而执行网络质量的测量
Figure BDA0002359051310000212
如上所述，如果收集了测量结果，则vSA 144可以通过SDN(未示出)将测量结果发送到E2E-O1400
Figure BDA0002359051310000213
测量结果可以由E2E-O 1400的网络切片管理器1403获得，并且可以使用E2E-O1400中包括的其他元件(例如，3D拓扑视图、统计视图2D、3D、文本、QoE诊断测试条件视图和QoE诊断结果视图)以诸如图表的各种形式中的任何一种形式可视化，以便运营商能够识别它们。
因为能够针对每个网络切片执行监视操作，所以可以针对每个网络切片测量网络的质量。因此，可以管理和控制是否为每个网络切片保证了SLA策略(例如，时延等)。另外，由于测量对象是终端，所以可以检查包括该终端与基站之间的无线电部分的网络的质量。如上所述的收集结果可以稍后用于闭环控制。
根据实施例，可以通过监视通过UPF 143的业务来执行本公开提出的被动监视方案。更具体地，可以在存在UPF VM的服务器1450中的虚拟交换机1451中检查终端使用的所有业务，并且可以周期性地收集流表的计数器字段的值。可以基于如上所述收集的计数器字段值来监视
Figure BDA0002359051310000221
每个网络切片的业务。
与主动监视不同，即使没有运营商的请求，也可以周期性地执行被动监视操作，并且可以通过SDN分析收集到的计数器字段值来获得关于每个终端和每个网络切片的业务使用的信息。如上所述，由SDN分析的信息可以被发送到E2E-O 1400，并且可以例如通过E2E-O1400中包括的各种元件的图表被可视化，以便运营商可以识别它们。如上所述的收集结果可以稍后用于闭环控制。
图15至图17C是直观地示出在根据本公开的实施例的系统中参照图14描述的监视的流程的图。在下文中，与参照图14进行的描述相同，因此将其省略。
图15是示出根据本公开的实施例的针对每个网络切片的分组的被动监视的流程的图。
参照图15，如上参照图14所述，位于发送到终端和从终端接收的所有分组的路径中的虚拟交换机可以通过应用于所有分组的流表的计数器字段值来收集累积值，例如分组的数量、分组的大小等。例如，虚拟交换机1(1551a)可以收集关于在被配置用于LTE通信的网络切片中发送和接收的分组的信息，虚拟交换机2(1551b)可以收集关于在被配置用于5G通信中的一个频带的网络切片中发送和接收的分组的信息。
关于通过每个流表的计数器字段值收集的分组的信息可以由SDN控制器1532和SDN协调器1531进行收集和分析，并且其结果信息可以被发送到E2E-O 1500中的网络切片管理器1503。如图15所示，SDN控制器1532可以分析所收集的信息，可以产生特定的统计消息格式，然后可以通过SDN协调器1531将其发送到E2E-O 1500。所发送的信息可以通过网络切片管理器1503存储在统计DB中。此后，可以通过E2E-O 1500中包括的各种元件来可视化该信息，然后可以将其提供给运营商。
图16是示出根据本公开的实施例的针对每个网络切片的分组的主动监视的示例的图。
参照图16，为单个终端配置了三个网络切片161、162和163，并且在每个网络切片中执行主动监视，其结果信息可以被发送到E2E-O 1600中的网络切片管理器1600。每个网络切片中包含的vSA可以产生用于测量目标终端的测试分组，可以将其发送到终端，然后可以执行监视从终端接收到的响应的操作。
例如，第一网络切片161的vSA 161a可以产生测试分组，并且可以在以vSA 161a作为源并且以终端为目的地的传输路径中监视分组的发送和接收，从而测量网络的质量。类似地，第二网络切片162的vSA 162a可以产生测试分组，并且可以在以vSA 162a作为源并且以终端为目的地的传输路径中监视分组的发送和接收。第三网络切片163的vSA 163a可以产生测试分组，并且可以在以vSA 163a作为源并且以终端为目的地的传输路径中监视分组的发送和接收。
基于如上所述的每个网络切片的监视结果，可以检查每个网络切片是否满足SLA条件。例如，如果将带宽(B)、延迟(D)、时延(L)和平均意见得分(MOS)配置为SLA条件，则可以使用针对每个网络切片的监视结果来检查是否满足SLA条件。
图17A是示出根据本公开的实施例的主动监视的整体操作的流程的图。
图17B是示出根据本公开的实施例的主动监视的整体操作的流程的图。
图17C是示出根据本公开的实施例的主动监视的整体操作的流程的图。
参照图17A，根据实施例，运营商可以使用执行管理和控制端到端网络的功能的E2E-O 1700来触发主动监视操作。例如，如图17A所示，E2E-O 1700可以包括接收运营商的输入并向运营商提供视觉信息的前端1710，以及传送运营商的输入并处理要提供给运营商的信息的后端1720。
例如，运营商可以通过E2E-O 1700中的3D拓扑视图1711的配置或通过QoE诊断测试条件视图1712的配置发送输入①，以产生用于触发主动监视操作的信号。输入①被发送到后端1720的网络切片管理器1723(②)，并且网络切片管理器1723将用于请求主动监视操作的信号发送到SDN 1730(③)。根据实施例，可以通过包括在SDN 1730中的SDN协调器1731将请求信号发送到SDN控制器1732，并且SDN控制器1732可以控制多个交换机1740，以便将请求信号发送到服务器(④)。
从SDN控制器1732接收请求信号的服务器1750的虚拟交换机1751可以控制用于主动监视操作的VM(⑤)。例如，执行用于产生和管理用于主动监视操作的测试分组的测试管理器的功能的服务保证VM可以与对应于该用于主动监视操作的VM。从虚拟交换机1751接收用于主动监视操作的触发信号的服务保证VM 1752可以产生用于使用测试协议(⑥)测量网络质量的测试分组。
参照图17B，可以通过虚拟交换机1751(①)将如上所述由测试协议1752a产生的测试分组发送到服务器1750的外部。可以经由多个交换机1740(②)使发送到服务器1750的外部的测试分组传输通过相应的网络切片的网络实体，并且例如，测试分组可以被发送到基站172(③)然后被发送到使用相应网络切片(④)的终端171。
根据实施例的终端171可以包括用于接收和处理测试分组的测试协议。由终端171的测试协议处理的测试分组被发送回基站172，并且经由多个交换机1740(⑤和⑥)被输入到服务器1750(⑦)并通过虚拟交换机1751。此后，可以由服务保证VM 1752(⑧)的测试协议1752a接收测试分组，然后对其进行处理。
参照图17C，在通过服务器1750的测试协议1752a处理了作为终端的响应而接收到的测试分组之后，关于该分组的信息被发送到虚拟交换机1751，并且虚拟交换机1751通过服务器1750外部的多个交换机1740将该信息发送到SDN 1730。如上所述，由于通过终端与基站之间的无线区域来发送和接收测试分组，因此根据实施例的监视操作使能测量无线区域中的网络质量。
同时，根据实施例的SDN控制器1732通过从服务器1750发送的测试分组来收集监视结果信息(例如，通过测量网络质量而获得的测量信息)，并产生关于监视结果信息分析的结果信息。该结果信息通过SDN协调器1731被发送到E2E-O 1700的网络切片管理器1723。
网络切片管理器1723可以处理从SDN 1730接收到的结果信息以获得关于网络切片的质量信息，并且可以将其存储在DB 1724中。关于网络切片的质量信息可以被发送到前端1710然后进行可视化，以便提供给运营商。例如，关于网络切片的质量信息可以通过QoE诊断结果视图1713的元件可视化，以允许运营商识别SLA是否被满足，然后可以将其提供给运营商。
图18A是用于执行本公开中提出的操作的整个系统的框图。
图18B是用于执行本公开中提出的操作的整个系统的框图。
参照图18A，示出了根据实施例的用于操作和管理端到端网络的管理设备的配置。根据实施例的管理设备180可以包括E2E-O 1800和SDN设备1830。
根据实施例，E2E-O 1800可以包括后端1820和前端1810；该后端1820包括用于配置通过无线接入技术(RAT)(例如，通过用于LTE通信或5G通信的频带)分类的网络切片的网络切片管理器1823、用于设置包括每个配置的网络切片必须满足的SLA信息的策略的策略管理器1825、用于存储有关网络切片管理器1823和策略管理器1825的操作的信息的数据库，该前端1810从运营商接收用于网络控制的输入并且包括用于向运营商提供有关网络状态信息的元件。
SDN设备1830在E2E-O 1800的控制下执行根据E2E-O 1800设置的策略控制终端与用于特定网络切片的UPF之间的业务路径的操作，将用于网络质量测量的命令从E2E-O1800发送到服务器1850(图18B所示)的操作，并分析和处理有关网络质量测量的结果的信息。另外，SDN设备1830可以包括SDN协调器1831和SDN控制器1832，以便执行上述操作，并且SDN控制器1832可以包括用于上述操作(例如，收集和分析监视结果的操作)的若干应用1832a。
参照图18B，根据实施例的系统还可以包括多个交换机1840和用于发送被配置为用于终端181的网络切片的业务的服务器1850。多个交换机1840可以例如在SDN设备1830(图18A中示出)的控制下控制在终端181与UPF之间发送和接收的业务的路径。
另外，根据实施例的服务器1850的虚拟交换机1851可以接收从多个交换机1840发送的业务，并且可以通过将流表应用于业务来识别用于业务的终端、网络切片和UPF。另外，虚拟交换机1851可以将从SDN设备1830接收到的监视请求信号发送到服务保证VM 1852中包括的测试协议，并且可以将通过活动监视操作获得的测量信息发送到SDN设备1830(如图18A所示)。此外，根据实施例，虚拟交换机1851可以将根据通过流表中的业务的发送和接收而累积的计数器值而被动监视的测量信息发送到SDN设备1830(如图18A所示)。
图19A是示出根据本公开的实施例的控制网络切片中的业务传输路径的操作的流程图。
图19B是示出根据本公开的实施例的控制网络切片中的业务传输路径的操作的流程图。
图19C是示出根据本公开的实施例的控制网络切片中的业务传输路径的操作的流程图。
图20A是示出根据本公开的实施例的用于测量网络质量的监视操作的流程图。
图20B是示出根据本公开的实施例的用于测量网络质量的监视操作的流程图。
图19A示出了在其中根据本公开实施例的管理设备控制网络切片的业务的过程。
参照图19A，在操作S1901，根据本公开的实施例的管理设备可以针对终端的各个RAT或各个频带来配置一个或更多个网络切片。
另外，在操作S1902，根据实施例的管理设备可以设置要被应用于一个或更多个所配置的网络切片中的每个的策略。这里，策略可以包括关于网络切片的业务的传输路径的信息和关于网络切片必须满足的服务水平协议(SLA)的信息。
如果如上所述设置了策略，则在操作S1903，根据实施例的管理设备可以使用SDN设备来控制每个网络切片的业务的传输路径。
每个网络切片的业务可以包括上行链路业务和下行链路业务。
图19B是示出根据本公开的实施例的由服务器向UPF发送上行链路业务的过程的图。
参照图19B，在操作S1911，根据本公开的实施例的服务器可以例如从由SDN设备控制的多个交换机接收从终端发送的上行链路业务。另外，根据实施例的服务器可以使用虚拟交换机中包括的流表应用器将流表顺序地应用于上行链路业务。
更具体地，在操作S1912，根据实施例的服务器可以将流表0应用于上行链路业务，从而识别用于接收到的上行链路业务的网络切片。随后，在操作S1913，根据实施例的服务器可以将流表1应用于已经应用了流表0的上行链路业务，从而识别发送了上行链路业务的终端。另外，在操作S1914，根据实施例的服务器可以将流表2应用于已经应用了流表1的上行链路业务，从而确定上行链路业务要被发送到的目的地UPF。
如果如上所述确定了目的地UPF，则在操作S1915，根据实施例的服务器可以执行控制，使得上行链路业务被发送到服务器中包括的目的地UPF。
参照图19C，在操作S1921，根据本公开的实施例的服务器的虚拟交换机可以从服务器中包括的UPF接收要发送到终端的下行链路业务。另外，根据实施例的服务器的虚拟交换机可以使用流表应用器将流表顺序地应用于下行链路业务。
更具体地，在操作S1922，根据实施例的服务器可以将流表0应用于下行链路业务，从而识别要被发送的下行链路业务的网络切片。随后，在操作S1923，根据实施例的服务器可以将流表1应用于已经应用了流表0的下行链路业务，从而识别下行链路业务要被发送到的终端。另外，在操作S1924，根据实施例的服务器可以将流表2应用于已经应用了流表1的下行链路业务，从而确定下行链路业务要被发送到的服务器外部的实体。
如果如上所述确定服务器的外部实体，则在操作S1925，根据实施例的服务器可以执行控制，使得虚拟交换机将下行链路业务发送到服务器的外部实体。
图20A是示出根据本公开的实施例的管理装置获得关于网络质量的监视信息的过程的流程图。
参照图20A，在操作S2001，根据本公开的实施例的管理设备可以向服务器发送信号以请求监视网络切片的网络质量。
在操作S2002，响应于该信号，管理设备可以基于根据主动监视的测试分组从服务器获得关于网络质量的第一测量信息以及基于在网络切片中发送和接收的业务从服务器获得第二测量信息。
尽管在实施例中已经描述了管理设备同时获得第一测量信息和第二测量信息，但是管理设备可以分别获得第一测量信息和第二测量信息。例如，可以响应于来自管理设备的用于请求主动监视的信号而将第一测量信息从服务器发送到管理设备，并且可以在预定时间段内将第二测量信息从服务器发送到管理设备，而无需单独的请求。
在操作S2003，根据实施例的已经获得了第一测量信息和第二测量信息的管理设备可以基于第一测量信息和第二测量信息来确定网络切片是否满足根据设置策略的SLA。
根据确定结果，可以如上所述执行闭环控制操作。
图20B是示出在其中根据本公开的实施例的服务器将关于网络质量的测量信息发送到管理设备的过程的流程图。
参照图20B，在操作S2011，根据本公开的实施例的服务器可以从管理设备接收信号以请求监视网络切片的网络质量。监视请求信号对应于请求主动监视的信号。
在操作S2012，根据实施例的已经接收到信号的服务器可以基于该信号来产生测试分组，并且可以在终端与UPF之间的部分中监视测试分组的发送和接收的结果。另外，在操作S2013，根据实施例的服务器可以使用监视结果来确定关于网络质量的第一测量信息。
同时，根据实施例的服务器可以根据预定时间段累积关于网络切片的业务信息，从而执行被动监视操作。即，在操作S2014，根据实施例的服务器的流表应用器可以基于网络切片的业务来测量网络质量。另外，在操作S2015，基于业务的测量，可以确定关于网络质量的第二测量信息。
此后，在操作S2016，根据实施例的服务器可以将如上文所确定的第一测量信息和第二测量信息中的至少一个发送到管理设备的SDN。
图21至图36是示出根据本公开的各种实施例的用户界面的图，通过该用户界面，用于管理端到端网络的设备从运营商接收用于网络管理的输入并提供与网络相关的信息。
参照图21，根据本公开的实施例的管理设备可以提供用户界面，该用户界面用于输入关于能够使用该管理设备的运营商的信息。
参照图22，根据本公开的实施例的管理设备可以提供关于针对单个终端的各个RAT配置的网络切片的信息。运营商可以通过图22所示的用户界面识别网络切片的类型和相应基站的IP地址。
参照图23，根据本公开的实施例的管理设备可以提供如图所示的用户界面，以便运营商配置关于针对单个终端配置的网络切片的信息以及针对相应终端的策略。
参照图24至图27，根据本公开的各个实施例的管理设备可以按区域和RAT向运营商显示并提供针对终端配置的网络切片。
参照图28至图30，根据本公开的各种实施例的管理设备可以按日期和时间向运营商显示并提供针对每个网络切片中发送和接收的业务的监视结果。
参照图31，根据本公开的实施例的管理设备可以向运营商显示并提供针对特定网络切片的上行链路业务和下行链路业务的监视结果。
参照图32至图34，根据本公开的各种实施例的管理设备可以向运营商：如图32所示，提供用户界面，该用户界面用于输入与针对特定网络切片的主动监视操作相关的配置；以及如图33和图34所示，可以根据运营商的请求，通过显示针对各个SLA条件(例如，延迟或抖动)的主动监视操作结果来提供主动监视操作结果。
参照图35和图36，根据本公开的各种实施例的管理设备可以根据监视结果并通过以图表的形式使监视结果可视化来提供网络质量信息，并且可以通过显示多个SLA条件和网络切片的配置来提供与多个SLA条件相关的测量结果。
本领域技术人员可以理解，可以以另一种特定形式来实现本公开而无需改变本公开的技术思想或必不可少的特征。因此，应当理解，上述实施例仅是示例性的，而不是受限制的。本公开的范围由稍后描述的所附权利要求而不是详细描述限定。因此，应当理解，从所附权利要求及其等同形式的含义和范围得到的所有修改或变化都包括在本公开的范围内。
尽管已经参照本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同形式所定义的本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (24)

1.一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备，所述管理设备包括：
网络切片管理器，所述网络切片管理器被配置为针对终端配置多个网络切片；
策略管理器，所述策略管理器被配置为设置应用于所述多个网络切片的策略；以及
软件定义网络(SDN)设备，所述SDN设备被配置为基于所述策略来控制与针对所述多个网络切片的业务的传输相关的一个或更多个网络实体，
其中，所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
2.根据权利要求1所述的管理设备，其中，
所述策略包括针对所述多个网络切片中的每个网络切片的业务的传输路径信息和关于被应用于所述多个网络切片中的每个网络切片的服务水平协议(SLA)的信息。
3.根据权利要求2所述的管理设备，其中，
所述SDN设备根据所述业务的传输路径信息控制所述一个或更多个网络实体来传输所述业务，并且
其中，所述一个或更多个网络实体包括以下至少一者：所述终端与服务器的用户平面功能(UPF)之间的传输路径中包括的边缘路由器、至少一个交换机、所述服务器中包括的虚拟交换机。
4.根据权利要求3所述的管理设备，其中，所述SDN设备被配置为：
使用所述业务中包括的基站的互联网协议(IP)地址来识别网络切片，以及
基于在所述策略中的与所识别的网络切片相对应的传输路径信息，确定所述业务的传输路径。
5.根据权利要求3所述的管理设备，其中，如果所述业务被发送到所述服务器的虚拟交换机，则所述业务由所述虚拟交换机中包括的流表应用器处理，并且被发送到由所述流表应用器确定的所述UPF或所述服务器外部的实体。
6.根据权利要求5所述的管理设备，其中，由所述流表应用器应用的多个流表包括：
第一流表，所述第一流表被应用以识别向其发送所述业务并从其接收所述业务的终端；
第二流表，所述第二流表被应用以识别所述业务的网络切片；以及
第三流表，所述第三流表被应用以确定所述业务要被发送到的所述UPF或所述服务器外部的所述实体。
7.根据权利要求2所述的管理设备，
其中，所述网络切片管理器通过使用所述SDN设备向包括用户平面功能(UPF)的服务器发送信号，以请求监视所述多个网络切片中的至少一个网络切片的网络质量，
其中，所述信号控制所述服务器产生用于执行所述监视操作的测试分组，并且
其中，所述测试分组通过在所述终端与所述UPF之间被发送和接收，向所述服务器提供与所述网络质量相关的测量信息。
8.根据权利要求7所述的管理设备，
其中，所述SDN设备基于所述业务从所述服务器获得关于网络质量的第一测量信息，基于所述测试分组从所述服务器获得关于网络质量的第二测量信息，
其中，所述网络切片管理器基于所述第一测量信息和所述第二测量信息确定关于所述至少一个网络切片的质量信息是否满足关于所述SLA协议的信息；并且
其中，关于所述SLA协议的信息包括以下至少一项：关于由所述至少一个网络切片使用的最大带宽的信息、关于由所述至少一个网络切片保证的时延的信息、关于接入所述至少一个网络切片的终端的最大数量的信息、所述至少一个网络切片的优先级信息。
9.一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的服务器，所述服务器包括：
虚拟交换机，所述虚拟交换机包括被配置为处理终端的业务的流表应用器；以及
用户平面功能(UPF)，所述UPF被配置为从所述终端接收所述业务或将所述业务发送给所述终端，
其中，所述流表应用器被配置为：使用用于处理所述业务的多个流表来识别多个网络切片中的为所述终端配置的网络切片；并且根据与所识别的网络切片对应的流规则，处理所述业务；并且
其中，所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
10.根据权利要求9所述的服务器，其中，所述多个流表包括：
第一流表，所述第一流表被应用以识别向其发送所述业务并从其接收所述业务的所述终端；
第二流表，所述第二流表被应用以识别所述业务的网络切片；以及
第三流表，所述第三流表被应用以确定所述业务要被发送到的所述UPF或所述服务器外部的所述实体。
11.根据权利要求9所述的服务器，所述服务器还包括测试管理器，所述测试管理器被配置为产生用于测量所识别的网络切片的质量的测试分组，
其中，所述测试管理器被配置为：
如果所述虚拟交换机从控制所述业务的传输路径的管理设备接收到请求监视所识别的网络切片的网络质量的信号，则产生所述测试分组；以及
将所述测试分组发送到所述虚拟交换机，并且
其中，在所述终端与所述UPF之间发送和接收被发送到所述虚拟交换机的所述测试分组。
12.根据权利要求11所述的服务器，
其中，所述测试管理器基于所述测试分组确定关于网络质量的第一测量信息；
其中，所述流表应用器基于所述业务确定关于网络质量的第二测量信息，并且
其中，所述虚拟交换机向所述管理设备发送所述第一测量信息和所述第二测量信息中的至少一个。
13.一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的管理设备的方法，所述方法包括：
为终端配置多个网络切片；
设置被应用于所述多个网络切片的策略；以及
基于所述策略，控制与针对所述多个网络切片的业务的传输相关的一个或更多个网络实体，
其中，所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述策略包括：针对所述多个网络切片中的每个网络切片的业务的传输路径信息；以及关于被应用于所述多个网络切片中的每个网络切片的服务水平协议(SLA)的信息。
15.根据权利要求14所述的方法，
其中，控制所述一个或更多个网络实体包括根据所述业务的传输路径信息，控制所述一个或更多个网络实体来发送所述业务；并且
其中，所述一个或更多个网络实体包括以下至少一者：所述终端与服务器的用户平面功能(UPF)之间的传输路径中包括的边缘路由器、至少一个交换机、所述服务器中包括的虚拟交换机。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括：
使用所述业务中包括的基站的互联网协议(IP)地址来识别网络切片；以及
基于与在所述策略中识别的网络切片对应的传输路径信息，确定所述业务的传输路径。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，如果所述业务被发送到所述服务器的虚拟交换机，则所述业务由所述虚拟交换机中包括的流表应用器处理，并且被发送到由所述流表应用器确定的所述UPF或所述服务器外部的实体。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，由所述流表应用器应用的多个流表包括：
第一流表，所述第一流表被应用以识别向其发送所述业务并从其接收所述业务的所述终端；
第二流表，所述第二流表被应用以识别所述业务的网络切片；以及
第三流表，所述第三流表被应用以确定所述业务要被发送到的所述UPF或所述服务器外部的所述实体。
19.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括：向包括用户平面功能(UPF)的服务器发送信号，以请求监视所述多个网络切片中的至少一个网络切片的网络质量，
其中，所述信号控制所述服务器产生用于执行所述监视操作的测试分组，并且
其中，所述测试分组通过在所述终端与所述UPF之间进行被发送和接收，向所述服务器提供与所述网络质量相关的测量信息。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：
基于所述业务从所述服务器获得关于网络质量的第一测量信息，基于所述测试分组从所述服务器获得关于网络质量的第二测量信息；以及
基于所述第一测量信息和所述第二测量信息确定关于所述至少一个网络切片的质量信息是否满足关于所述SLA协议的信息；
其中，所述SLA协议的信息包括以下至少一项：关于由所述至少一个网络切片使用的最大带宽的信息、关于由所述至少一个网络切片保证的时延的信息、关于接入所述至少一个网络切片的终端的最大数量的信息、所述至少一个网络切片的优先级信息。
21.一种用于在无线通信系统中控制端到端网络的服务器的方法，所述方法包括：
使用用于处理终端的业务的多个流表来识别多个网络切片中为所述终端配置的网络切片；
根据与识别出的网络切片对应的流规则来处理所述业务；以及
将处理后的业务发送到所述服务器内部的用户平面功能(UPF)或所述服务器外部的实体，
其中，所述多个网络切片中的每个网络切片被配置用于不同的频带。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述多个流表包括：
第一流表，所述第一流表被应用以识别向其发送所述业务并从其接收所述业务的所述终端；
第二流表，所述第二流表被应用以识别所述业务的网络切片；以及
第三流表，所述第三流表被应用以确定所述业务要被发送到的所述UPF或所述服务器外部的所述实体。
23.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括：
从控制所述业务的传输路径的管理设备接收请求监视所述网络切片的网络质量的信号；
基于接收到的信号，产生用于测量所述网络切片的质量的测试分组；以及
控制要在所述终端与所述UPF之间发送和接收的所述测试分组。
24.根据权利要求23所述的方法，所述方法还包括：
基于所述测试分组，确定关于网络质量的第一测量信息；
基于所述业务，确定关于网络质量的第二测量信息；以及
向所述管理设备发送所述第一测量信息和所述第二测量信息中的至少一个。
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