CN111629401B - 一种边缘应用的数据分流方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种边缘应用的数据分流方法和系统，应用于移动边缘计算MEC平台，MEC平台包括服务注册中心SR网元、边缘会话管理功能SMF网元、至少一个用户面功能UPF网元，在MEC平台部署了至少一个边缘应用，边缘应用可以提供边缘服务，SR网元接收边缘应用提供的边缘服务的注册请求消息，并向边缘应用发送注册请求响应消息；SR网元根据注册请求响应消息，配置与边缘服务适配的分流规则；以及，将分流规则发送至SMF网元；SMF网元接收分流规则，并为UPF网元配置适配的分流规则，以实现UPF网元对边缘应用的数据进行分流处理，从而在移动边缘计算MEC平台部署边缘服务时，实现了边缘服务的一键式部署，减少了由边缘服务发送分流规则的过程，提高了部署效率。

Description

一种边缘应用的数据分流方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种边缘应用的数据分流方法及系统。

背景技术

移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)主要是指通过在无线接入侧部署通用服务器，为无线接入网提供IT和云计算的能力，从而使得传统无线接入网具备了业务本地化、近距离部署的条件，具备提供低时延、高带宽的传输能力，可有效缓解未来移动网络对于传输带宽以及时延的要求。同时，业务面下沉及本地化部署可有效降低网络负荷以及对网络回传带宽的需求，从而实现缩减网络运营成本的目的。MEC被认为是满足5G要求的关键性能指标(KPI)的关键支柱之一，特别是在低延迟和带宽效率方面。在ETSI、3GPP、CCSA等多个组织都对5G网络边缘计算技术做了标准化定义。

在5G边缘计算中，MEC平台的服务注册中心(Service Registry，SR)提供边缘应用的可见性，应用部署的灵活性以及边缘应用的发布能力和服务注册能力，其中，可见性包括MEC平台提供何种服务、服务的可用性、服务接口以及版本等信息。所有在MEC平台的应用，都需要在SR网元中进行组册。然而，在MEC平台的SR网元进行注册的边缘计算应用，仅仅只是在MEC平台上进行了注册，在注册之后，如何进行数据分流规则的发送，目前还没有解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种边缘数据的数据分流方法和相应的一种边缘数据的数据分流系统。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种边缘应用的数据分流方法，应用于移动边缘计算MEC平台，所述MEC平台部署有至少一个边缘应用，所述MEC平台包括服务注册中心SR网元、边缘会话管理功能SMF网元、至少一个用户面功能UPF网元，所述方法包括：

所述SR网元接收所述边缘应用提供的边缘服务的注册请求消息，并向所述边缘应用发送注册请求响应消息；

所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的分流规则；以及，将所述分流规则发送至所述SMF网元；

所述SMF网元接收所述分流规则，并为所述UPF网元配置适配的分流规则，以实现所述UPF网元对所述边缘应用的数据进行分流处理。

优选地，所述注册请求消息包括边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址，所述SR网元接收所述边缘应用提供的边缘服务的注册请求消息，并向所述边缘应用发送注册请求响应消息，包括：

所述SR网元存储所述边缘服务的服务名称、域名以及地址；

所述SR网元采用所述注册请求消息，生成所述注册请求响应消息；

所述SR网元将所述注册请求响应消息发送至所述边缘应用。

优选地，所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置分流规则，包括；

所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则。

优选地，所述注册请求响应消息至少携带所述边缘服务的服务名称、域名以及地址，所述第一分流规则为五元组分流规则，所述第二分流规则为DNS分流规则，所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则，包括：

所述SR网元采用所述边缘服务的服务名称和所述地址，配置五元组分流规则；

所述SR网元采用所述边缘服务的域名和所述地址，配置DNS分流规则。

本发明实施例还公开了一种边缘应用的数据分流系统，包括服务注册中心SR网元，与所述SR网元连接的边缘会话管理功能SMF网元，与所述SR网元连接的至少一个边缘应用，以及与所述SR网元连接的至少一个用户面功能UPF网元，所述SMF网元与至少一个所述UPF网元连接，其中：

所述边缘应用，用于为用户终端提供边缘服务；

所述SR网元，用于接收所述边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，并向所述至少一个边缘应用返回注册请求响应消息；以及，根据所述注册请求响应消息配置分流规则，将所述分流规则发送给所述SMF网元；

所述SMF网元，用于接收所述分流规则，并为所述UPF网元配置适配的所述分流规则；

所述UPF网元，用于采用所述分流规则对所述边缘应用的数据进行分流处理。

优选地，所述SR网元包括：

服务注册模块，用于接收所述至少一个边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，并向所述至少一个边缘应用返回所述注册请求响应消息；

订阅通知模块，用于当所述边缘服务更新时，将更新的消息通知订阅者，所述订阅者为关注所述边缘服务的用户；

分流规则配置模块，用于根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则；

分流规则发送模块，用于当协议数据会话PDU Session建立时，将所述分流规则发送给所述SMF网元。

优选地，所述服务注册模块包括：

注册请求接收子模块，用于接收所述边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，所述注册请求消息包括所述边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址；

注册请求响应子模块，用于存储所述边缘服务注册消息，并向所述至少一个边缘应用返回所述注册请求响应消息，所述注册请求响应消息至少携带所述边缘服务的服务名称、域名以及地址。

优选地，所述第一分流规则为五元组分流规则，所述第二分流规则为DNS分流规则，所述分流规则配置模块包括：

第一分流规则配置子模块，用于采用所述边缘服务的服务名称和所述地址，配置五元组分流规则；

第二分流规则配置子模块，用于采用所述边缘服务的域名和所述地址，配置DNS分流规则。

本发明实施例还公开了一种装置，包括：

一个或多个处理器；和

其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行如上所述的一个或多个的方法。

本发明实施例还公开了一个或多个机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的一个或多个的方法。

本发明实施例包括以下优点：

在本发明实施例中，应用于移动边缘计算MEC平台，MEC平台包括服务注册中心SR网元、边缘会话管理功能SMF网元、至少一个用户面功能UPF网元，在MEC平台部署了至少一个边缘应用，边缘应用可以提供边缘服务，在SR网元接收边缘应用提供的边缘服务的注册请求信息后，SR网元可以向边缘应用返回注册请求响应消息，并根据注册请求响应信息配置与边缘服务适配的分流规则，接着SR网元将分流规则发送至SMF网元，由SMF网元对分流规则进行存储以及为UPF网元配置适配的分流规则，以使UPF网元采用所述分流规则对边缘应用的数据进行分流处理，从而在移动边缘计算MEC平台部署边缘服务时，在边缘服务注册后，由MEC平台的SR网元对边缘服务进行注册，并配置分流规则，实现了边缘服务的一键式部署，减少了由边缘服务发送分流规则的过程，提高了部署效率。

并且，在MEC平台设置边缘SMF网元，通过边缘SMF网元与核心网连接，只需要保留一个NSMF网元接口即可，减少了移动边缘计算MEC平台与核心网的耦合，使得移动边缘计算MEC平台在5G组网和应用中更加便利。

附图说明

图1是本发明的一种边缘数据的数据分流方法实施例一的步骤流程图；

图2是本发明的一种边缘应用的数据分流方法实施例二的步骤流程图；

图3是本发明的一种边缘应用的数据分流方法实施例三的步骤流程图；

图4是本发明的一种边缘应用的数据分流方法5G边缘计算MEC平台系统架构图；

图5是本发明的一种边缘数据的数据分流系统实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明的一种边缘应用的数据分流方法实施例一的步骤流程图，应用于移动边缘计算MEC平台，MEC平台中部署有至少一个边缘应用，MEC平台可以包括服务注册中心SR网元、边缘会话管理功能SMF网元、至少一个用户面功能UPF网元，具体可以包括如下步骤：

步骤101，SR网元接收边缘应用提供的边缘服务的注册请求消息；以及，向边缘应用发送注册请求响应消息；

在本发明实施例中，在移动边缘计算MEC平台中部署了至少一个边缘应用，部署于边缘云的边缘应用，受边缘云统一管理，可以就近在5G边缘区域为用户终端提供边缘服务。在MEC平台中，服务注册中心SR网元用于服务注册、服务查询、服务订阅、服务通知，部署于MEC平台的服务都需要向SR网元进行注册。

在本发明实施例的一种优选实施例中，步骤101可以包括如下子步骤：

子步骤S11，SR网元存储边缘服务的服务名称、域名、地址以及端口；

在本发明实施例中，边缘应用向SR网元发送的边缘服务注册请求消息包括边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址以及与地址对应的端口。SR网元在接收到至少一个边缘应用发送的边缘服务注册请求消息之后，将注册请求消息中的边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址以及与地址对应的端口进行存储，从而对边缘应用提供的边缘服务进行注册。

在本发明实施例的一种示例中，服务注册中心SR网元对边缘服务进行注册的接口可以如下所述：

(1)接口说明

用于边缘服务在MEC平台进行注册，MEC平台在服务注册中心将创建一个服务资源；

(2)URL

{apiServerRoot}/mecapi/{apiVersion}/services

(3)格式：JSON

(4)HTTP请求方式：POST

(5)输入参数

(6)输出参数

子步骤S12，SR网元采用注册请求消息，生成注册请求响应消息；

子步骤S13，SR网元将注册请求响应消息发送至边缘应用。

在具体实现中，SR网元对边缘应用提供的边缘服务注册完毕后，可以从注册请求信息中提取边缘服务的服务名称、边缘服务的域名以及边缘服务的地址以及与地址对应的端口，生成注册请求响应消息，并将注册请求响应消息发送至对应的边缘应用，以回复边缘应用，边缘服务注册完毕，从而可以为用户终端就近能够边缘服务，缓解了5G网络数据过于集中的问题。

步骤102，SR网元根据注册请求响应消息，配置与边缘服务适配的分流规则；以及，将分流规则发送至SMF网元；

在本发明实施例中，SR网元返回边缘应用的注册请求响应消息可以携带边缘服务的服务名称、边缘服务的域名以及边缘服务的地址以及与地址对应的端口。当SR网元对边缘服务注册完毕后，可以采用注册请求响应消息配置分流规则，具体为配置与边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则。当SR网元配置与边缘服务适配的分流规则后，可以将分流规则发送至边缘SMF网元。

在本发明实施例的一种示例中，SR网元根据注册请求响应消息配置的分流规则可以如下所示：

在本发明实施例的一种优选实施例中，步骤102可以包括如下步骤：

子步骤S21，SR网元采用边缘服务的服务名称和地址，配置五元组分流规则；

在具体实现中，SR网元通过调用分流规则配置模块，采用边缘服务的服务名称和地址，配置五元组分流规则，其中，SR网元调用分流规则配置模块配置五元组分流规则的接口可以如下所述：

(1)接口说明

用于在MEC平台激活、去激活或者更新目标个应用的分流规则，MEC平台的本地分流服务将执行更新。

(2)URL

{apiRoot}/mecapi/{apiVersion}/applications/{appInstanceId}/traffic_rules/{trafficRuleId}

其中appInstanceId是MEC平台管理分配，用于标识一个边缘应用实例。

(3)格式：JSON

(4)HTTP请求方式：PUT

(5)输入参数

(6)输出参数

当用户终端发起五元组请求信息以访问目标域名时，在五元组响应信息中将被携带配置的源IP、端口PORT、目的IP、端口PORT、协议号，从而使用户终端的访问导向对应地址的内容。

子步骤S22，SR网元采用边缘服务的域名和所述地址，配置DNS分流规则。

在具体实现中，SR网元通过调用分流规则配置模块，采用边缘服务的域名和地址，配置DNS分流规则，其中，SR网元调用分流规则配置模块配置DNS分流规则的接口可以如下所述：

(1)接口说明

用于在MEC平台激活、去激活或者更新目标个应用的DNS重定向规则，MEC平台的DNS重定向服务将执行更新。

(2)URL

{apiRoot}/mecapi/{apiVersion}/applications/{appInstanceId}/dns_rules/{dnSRuleId}

其中appInstanceId是MEC平台管理分配，用于标识一个边缘应用实例；、dnsRuleId同样由MEC平台配置配置。

(3)格式：JSON

(4)HTTP请求方式：PUT

(5)输入参数

(6)输出参数

当用户终端发起DNS请求信息以访问目标域名时，在DNS响应信息中将被携带配置的IP以及端口PORT，从而使用户终端的访问导向到该地址所对应的内容。

需要说明的是，在本发明实施例中，以分别配置五元组分流规则和DNS分流规则为例进行示例性说明，在具体实现中，SR网元对每个注册完毕的边缘服务，均配置适配的两个分流规则，即每个边缘服务可以对应适配的五元组分流规则和DNS分流规则。

步骤103，SMF网元接收分流规则，并为UPF网元配置适配的分流规则，以实现UPF网元对边缘应用的数据进行分流处理。

在本发明实施例中，移动边缘计算MEC平台部署有边缘会话管理SMF网元，边缘SMF网元与核心网连接，并向核心网中的网络存储功能NRF(Network Repository Function)网元进行注册，可以由接入与移动性管理功能AMF(Access and Mobility ManagementFunction)网元进行选择。通过在MEC平台设置边缘SMF网元，通过边缘SMF网元与核心网连接，只需要保留一个NSMF网元接口即可，减少了移动边缘计算MEC平台与核心网的耦合，使得移动边缘计算MEC平台在5G组网和应用中更加便利。

在具体实现中，SMF网元保存有一张分流表，用于存储SR网元发送的分流规则。当SR网元将配置完毕的分流规则发送至SMF网元后，SMF网元对分流规则进行存储，向核心网中的NRF发送服务注册并保持服务更新。在PDU Session会话建立过程中，SMF网元可以将分流规则配置到适配的用户面功能UPF网元，从而使UPF网元对边缘应用的数据进行分流处理，有效地避免了核心网数据传输瓶颈的出现，缓解了5G网络数据过于集中的问题，并且使得5G边缘计算的数据分发更加合理。。

在本发明实施例中，应用于移动边缘计算MEC平台，MEC平台包括服务注册中心SR网元、边缘会话管理功能SMF网元、至少一个用户面功能UPF网元，在MEC平台部署了至少一个边缘应用，边缘应用可以提供边缘服务，在SR网元接收边缘应用提供的边缘服务的注册请求信息后，SR网元可以向边缘应用返回注册请求响应消息，并根据注册请求响应信息配置与边缘服务适配的分流规则，接着SR网元将分流规则发送至SMF网元，由SMF网元对分流规则进行存储以及为UPF网元配置适配的分流规则，以使UPF网元采用所述分流规则对边缘应用的数据进行分流处理，从而在移动边缘计算MEC平台部署边缘服务时，在边缘服务注册后，由MEC平台的SR网元对边缘服务进行注册，并配置分流规则，实现了边缘服务的一键式部署，减少了由边缘服务发送分流规则的过程，提高了部署效率。

参照图2，示出了本发明的一种边缘应用的数据分流方法实施例二的步骤流程图，在PDU会话建立过程中，会话管理功能SMF网元可以根据PCF中存储的分流规则，选择适配的用户功能面UPF网元，并将对应域名或者地址分流到移动边缘计算MEC平台上部署的边缘应用，具体可以包括如下步骤：

步骤201，UE通过RAN向AMF发送NAS消息(S-NSSAI、DNN、PDU会话ID、请求类型、N1SM信息)。UE通过在N1 SM信息里传输一个包含PDU会话建立请求的NAS消息来发起UE请求的PDU会话建立流程。PDU会话建立请求可以包含一个PDU类型、SSC模式、协议配置可选项-PCO。

步骤202，AMF基于请求类型指示“初始请求”和PDU会话ID没有被用于该UE的任何现有的PDU会话来判定这个消息相当于一个新PDU会话的请求。如果NAS消息不包含一个S-NSSAI，AMF可以根据UE签约对于请求的PDU会话决定一个默认的S-NSSAI。AMF选择一个SMF。AMF存储PDU会话ID和SMF ID的对应关系。

步骤203，AMF将SM请求(用户永久标识、DNN、S-NSSAI、PDU会话ID、AMF ID、N1 SM信息(PDU会话ID、PDU会话建立请求)、用户位置信息、接入技术类型)发送至SMF。

步骤204，若步骤203中的请求类型既未指示“紧急请求”也未指示“现有紧急PDU会话”，并且如果SMF尚未注册此PDU会话ID，则SMF使用Nudm_UECM_Registration(SUPI，DNN，PDU会话的PDU会话ID)。

则UDM存储以下信息：SUPI，SMF标识，SMF地址以及关联的DNN和PDU会话ID。UDM还可以通过Nudr_DM_Update(SUPI，订阅数据，SMF数据中的UE上下文)将该信息存储在UDR中。

如果对应的SUPI，DNN和S-NSSAI的会话管理订阅数据不可用，则SMF使用Nudm_SDM_Get(SUPI，会话管理订阅数据，DNN，S-NSSAI)检索会话管理订阅数据，并订阅在此订阅时得到通知使用Nudm_SDM_Subscribe(SUPI，会话管理订阅数据，DNN，S-NSSAI)修改数据。UDM可以通过Nudr_DM_Query(SUPI，订阅数据，会话管理订阅数据，DNN，S-NSSAI)从UDR获取此信息，并且可以通过Nudr_DM_subscribe订阅来自UDR的针对相同数据的通知。与UDM一起使用的S-NSSAI是具有HPLMN值的S-NSSAI。

步骤205，如果SMF接收到的是Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request，并且SMF可以处理PDU会话建立请求，SMF创建SM上下文，向AMF回复响应消息，响应消息中携带SM上下文标识。

如果SMF决定不接受PDU会话建立请求,SMF回复Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response响应，携带拒绝原因。SMF提示AMF响应消息中的PDU sessionID对应的SM上下文已被释放，流程跳转到步骤220，PDU会话建立过程终止。

如果SMF接收到的是Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request，则响应Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response。

步骤206、PDU会话的鉴权、授权过程。

步骤207，如果部署动态PCC,SMF执行PCF选择。如果不部署PCC,SMF可提供本地策略。SMF调用Npcf_SMPolicyControl_Create服务化消息，获取指定PDU会话的默认PCC规则。

在消息中，SMF提供：SUPI,PDU Session id,PDU Session Type,DNN,Accesstype,AMF instance identifier(如果可用),the IPv4 address and/or IPv6 networkprefix,PEI,User Location Information,UE Time Zone,Serving Network,RAT type,charging information,Session AMBR,default QoS information,Internal GroupIdentifier。

如果PCF没有相关的签约数据，发送Nudr_DM_Query向UDR获取。PCF也可以通过调用Nudr_DM_Subscribe订阅服务，当订阅信息发生变化时UDR通知PCF。

PCF通过Nsmf_EventExposure_Subscrible订阅SMF的事件。

步骤208，5G核心网的SMF根据规则选择到边缘计算MEC中的边缘UPF。

步骤209，SMF执行SM策略修改过程报告PCF先前订阅的事件。

步骤210，如果Request Type指示"initial request"，SMF发起N4 SessionEstablishment procedure给选择的UPF，否则发起N4 Session Modification procedure给选择的UPF。

首先SMF针对这个PDU session提供Packet detection,enforcement andrePORTing rules给UPF。如果SMF分配CN Tunnel Info，提供给UPF。如果选择的用户面要被去激活，SMF决定Inactivity Timer，并提供给UPF。UPF回复N4 Session Establishment/Modification Response。

接着UPF确认N4 SessionEstablishment/Modification Response。如果CNTunnel Info由UPF分配，则在响应消息中携带。

如果PDU session选择多个UPFs针对每一个UPF发起N4 Session Establishment/Modification procedure。

如果Request Type指示“Existing PDU Session”，且SMF创建CN Tunnel Info，则忽略本步骤。否则通过N4 SessionModification Response获取CN Tunnel Info。

步骤211，SMF向AMF发送Namf_Communication_N1N2MessageTransfer消息。

步骤212，AMF将N2 PDU会话请求(N2 SM信息、NAS消息(PDU会话ID、PDU会话建立接受))发送到RAN：。

AMF向UE发送包含PDU会话ID和PDU会话建立接受的NAS消息和向RAN发送包含来自SMF的N2 SM信息的N2 PDU会话请求消息。

步骤213，RAN可能产生和从SMF收到的信息相关的与UE的AN特定信令交换。比如在3GPP接入场景，RAN和UE之间可以发生RRC连接重配置流程用于建立与收到的PDU会话请求里的授权QoS规则相关的必要的RAN资源。

RAN为这个PDU会话分配RAN侧N3隧道信息。

RAN转发步骤310提供的NAS消息(PDU会话ID、N1 SM信息(PDU会话建立接受))给UE。RAN应该仅在必要的RAN资源成功建立和RAN侧隧道信息成功分配时向UE提供NAS消息。

步骤214，RAN将N2 PDU会话响应(PDU会话ID、cause、N2 SM信息(PDU会话ID、RAN隧道信息、接受的/拒绝的QoS profile列表))发送到AMF。

RAN隧道信息对应于该PDU会话的N3隧道的接入网地址。

步骤215，AMF向SMF转发来自RAN的N2 SM信息。

步骤216，首先如果这个PDU会话的N4会话没有建立，那么SMF向UPF发起N4会话建立流程。否则SMF向UPF发起N4会话修改流程。SMF提供AN隧道信息和CN隧道信息。CN隧道信息仅到步骤208中SMF选择了CN隧道信息时需要被提供。

如果PDU会话建立请求是因为UE在3GPP接入和非3GPP接入之间的移动，那么下行数据路径在这步里被切换到目标接入上。

接着UPF向SMF提供N4会话建立/修改响应。

步骤217，SMF发送SM响应(cause)到AMF。

步骤218，SMF经过UPF到UE：当PDU类型为IPV6时，SMF产生一个IPV6 routeradvertisement消息并经过N4接口和UPF发送给UE。

步骤219，如果PDU会话建立是因为3GPP接入和非3GPP接入之间的切换，比如请求类型被设置为“现有PDU会话”，SMF释放源接入侧的用户面(3GPP或非3GPP接入)。

步骤220，如果在步骤304之后PDU会话建立失败，则核心域SMF与UDM之间执行去订阅、去注册过程。

通过以上流程后，在会话建立过程中，为UE选择到边缘UPF提供数据传输服务。

参照图3，示出了本发明的一种边缘应用的数据分流方法实施例三的步骤流程图，在PDU会话建立过程中，边缘会话管理功能SMF网元可以根据存储的分流规则，选择适配的用户功能面UPF网元，并将对应域名或者地址分流到移动边缘计算MEC平台上部署的边缘应用，具体可以包括如下步骤：

步骤301，UE通过RAN向AMF发送NAS消息(S-NSSAI、DNN、PDU会话ID、请求类型、N1SM信息)。UE通过在N1 SM信息里传输一个包含PDU会话建立请求的NAS消息来发起UE请求的PDU会话建立流程。PDU会话建立请求可以包含一个PDU类型、SSC模式、协议配置可选项-PCO。

步骤302，AMF基于请求类型指示“初始请求”和PDU会话ID没有被用于该UE的任何现有的PDU会话来判定这个消息相当于一个新PDU会话的请求。如果NAS消息不包含一个S-NSSAI，AMF可以根据UE签约对于请求的PDU会话决定一个默认的S-NSSAI。AMF选择一个SMF。AMF存储PDU会话ID和SMF ID的对应关系。

步骤303，AMF发送SM请求(用户永久标识、DNN、S-NSSAI、PDU会话ID、AMF ID、N1 SM信息(PDU会话ID、PDU会话建立请求)、用户位置信息、接入技术类型)到SMF。

步骤304，如果步骤303中的请求类型既未指示“紧急请求”也未指示“现有紧急PDU会话”，并且如果SMF尚未注册此PDU会话ID，则SMF使用Nudm_UECM_Registration(SUPI，DNN，PDU会话的PDU会话ID)。因此，UDM存储以下信息：SUPI，SMF标识，SMF地址以及关联的DNN和PDU会话ID。UDM还可以通过Nudr_DM_Update(SUPI，订阅数据，SMF数据中的UE上下文)将该信息存储在UDR中。

如果对应的SUPI，DNN和S-NSSAI的会话管理订阅数据不可用，则SMF使用Nudm_SDM_Get(SUPI，会话管理订阅数据，DNN，S-NSSAI)检索会话管理订阅数据，并订阅在此订阅时得到通知使用Nudm_SDM_Subscribe(SUPI，会话管理订阅数据，DNN，S-NSSAI)修改数据。UDM可以通过Nudr_DM_Query(SUPI，订阅数据，会话管理订阅数据，DNN，S-NSSAI)从UDR获取此信息，并且可以通过Nudr_DM_subscribe订阅来自UDR的针对相同数据的通知。与UDM一起使用的S-NSSAI是具有HPLMN值的S-NSSAI。

步骤305，如果SMF接收到的是Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request，并且SMF可以处理PDU会话建立请求，SMF创建SM上下文，向AMF回复响应消息，响应消息中携带SM上下文标识。

如果SMF决定不接受PDU会话建立请求,SMF回复Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response响应，携带拒绝原因。SMF提示AMF响应消息中的PDU sessionID对应的SM上下文已被释放，流程跳转到步骤步骤317，PDU会话建立过程终止。

如果SMF接收到的是Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request，则响应Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response。

步骤306，对PDU会话进行鉴权、授权。

步骤307，SMF根据本地保存的分流策略，进行UPF选择。

步骤308，如果Request Type指示"initial request"，SMF发起N4 SessionEstablishment procedure给选择的UPF，否则发起N4 Session Modification procedure给选择的UPF。

步骤309，UPF确认N4 SessionEstablishment/Modification Response。如果CNTunnel Info由UPF分配，则在响应消息中携带。

如果PDU session选择多个UPFs针对每一个UPF发起N4 Session Establishment/Modification procedure。

如果Request Type指示“Existing PDU Session”，且SMF创建CN Tunnel Info，则忽略本步骤。否则通过N4 SessionModification Response获取CN Tunnel Info。

步骤310，SMF向AMF发送Namf_Communication_N1N2MessageTransfer消息。

步骤311，AMF将N2 PDU会话请求(N2 SM信息、NAS消息(PDU会话ID、PDU会话建立接受))发送到RAN。

AMF向UE发送包含PDU会话ID和PDU会话建立接受的NAS消息和向RAN发送包含来自SMF的N2 SM信息的N2 PDU会话请求消息。

步骤312，RAN可能产生和从SMF收到的信息相关的与UE的AN特定信令交换。比如在3GPP接入场景，RAN和UE之间可以发生RRC连接重配置流程用于建立与收到的PDU会话请求里的授权QoS规则相关的必要的RAN资源。

RAN为这个PDU会话分配RAN侧N3隧道信息。

RAN转发步骤310提供的NAS消息(PDU会话ID、N1 SM信息(PDU会话建立接受))给UE。RAN应该仅在必要的RAN资源成功建立和RAN侧隧道信息成功分配时向UE提供NAS消息。

步骤313，RANN2 PDU会话响应(PDU会话ID、cause、N2 SM信息(PDU会话ID、RAN隧道信息、接受的/拒绝的QoS profile列表))发送到AMF。

RAN隧道信息对应于该PDU会话的N3隧道的接入网地址。

步骤314，AMF向SMF转发来自RAN的N2 SM信息。

步骤315，如果这个PDU会话的N4会话没有建立，那么SMF向UPF发起N4会话建立流程。否则SMF向UPF发起N4会话修改流程。SMF提供AN隧道信息和CN隧道信息。CN隧道信息仅到步骤308中SMF选择了CN隧道信息时需要被提供。

如果PDU会话建立请求是因为UE在3GPP接入和非3GPP接入之间的移动，那么下行数据路径在这步里被切换到目标接入上。

步骤316、UPF向SMF提供N4会话建立/修改响应。

步骤317、SMF发送SM响应请求(cause)到AMF。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参见图4，为本发明实施例的5G边缘计算MEC平台系统架构图。基于MEC平台服务器的基站之间的切换系统网络架构，基于3GPP设计标准组网架构包括：RAN侧由若干个gNB基站和用户终端构成，gNB之间通过Xn接口连接。MEC平台服务器部署在基站侧，作为若干个gNB的汇聚节点，通过接口连接基站和核心网网元。核心网部分包括接入与移动性管理功能AMF网元、会话管理功能SMF网元、统一数据管理UDM网元、NF库网元、网络片选择功能NSSF网元、策略控制功能体PCF网元。MEC平台与UPF网元负责数据平面IP数据包传输，边缘UPF网元与基站连接，符合3GPP的N3接口，边缘UPF网元与部署在MEC平台中的边缘SMF网元连接，符合3GPP的N4接口，并且SR网元与SMF网元连接，SR网元可以向SMF网元发送分流规则，以使SMF网元为UPF网元配置适配的分流规则。

参考图5，示出了本发明的一种边缘应用的数据分流系统实施例的结构框图，包括服务注册中心SR网元，与SR网元连接的边缘会话管理功能SMF网元，与SR网元连接的至少一个边缘应用，以及与SR网元连接的至少一个用户面功能UPF网元，SMF网元与至少一个UPF网元连接，其中：

边缘应用501，用于为用户终端提供边缘服务；

服务注册中心SR网元502，用于接收边缘应用发送的边缘服务注册请求消息，并向至少一个边缘应用返回注册请求响应消息；以及，根据注册请求响应消息配置分流规则，将分流规则发送给SMF网元；

边缘会话管理功能SMF网元503，用于接收分流规则，并为UPF网元配置适配的分流规则；

用户面功能UPF网元504，用于采用分流规则对边缘应用的数据进行分流处理。

在本发明实施例的一种优选实施例中，服务注册中心SR网元可以包括：

鉴权认证模块，用于对服务或应用的身份进行鉴权认证，若服务或应用为合法身份，则允许接入；若服务或应用为不合法身份，则不允许接入；

服务注册模块，用于接收所述至少一个边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，并向所述至少一个边缘应用返回所述注册请求响应消息；

订阅通知模块，用于当所述边缘服务更新时，将更新的消息通知订阅者，所述订阅者为关注所述边缘服务的用户；

分流规则配置模块，用于根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则；

分流规则发送模块，用于当协议数据会话PDU Session建立时，将所述分流规则发送给所述SMF网元。

在本发明实施例的一种示例中，服务注册模块可以包括：

注册请求接收子模块，用于接收所述边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，所述注册请求消息包括所述边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址；

注册请求响应子模块，用于存储所述边缘服务注册消息，并向所述至少一个边缘应用返回所述注册请求响应消息，所述注册请求响应消息至少携带所述边缘服务的服务名称、域名以及地址。

在本发明实施例的一种示例中，第一分流规则为五元组分流规则，第二分流规则为DNS分流规则，分流规则配置模块可以包括：

第一分流规则配置子模块，用于采用所述边缘服务的服务名称和所述地址，配置五元组分流规则；

第二分流规则配置子模块，用于采用所述边缘服务的域名和所述地址，配置DNS分流规则。

对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明实施例还提供了一种装置，包括：

一个或多个处理器；和

其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行本发明实施例所述的一种边缘应用的数据分流方法。

本发明实施例还提供了一个或多个机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行本发明实施例所述的一种边缘应用的数据分流方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例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，本发明实施例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。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(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终端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终端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终端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终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种边缘应用的数据分流方法和一种边缘应用的数据分流系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种边缘应用的数据分流方法，其特征在于，应用于移动边缘计算MEC平台，所述MEC平台部署有至少一个边缘应用，所述MEC平台包括服务注册中心SR网元、边缘会话管理功能SMF网元、至少一个用户面功能UPF网元，所述方法包括：

所述SR网元接收所述边缘应用提供的边缘服务的注册请求消息，并向所述边缘应用发送注册请求响应消息；

所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的分流规则；以及，将所述分流规则发送至所述SMF网元；

所述SMF网元接收所述分流规则，并为所述UPF网元配置适配的分流规则，以实现所述UPF网元对所述边缘应用的数据进行分流处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注册请求消息包括边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址，所述SR网元接收所述边缘应用提供的边缘服务的注册请求消息，并向所述边缘应用发送注册请求响应消息，包括：

所述SR网元存储所述边缘服务的服务名称、域名以及地址；

所述SR网元采用所述注册请求消息，生成所述注册请求响应消息；

所述SR网元将所述注册请求响应消息发送至所述边缘应用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置分流规则，包括：

所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述注册请求响应消息至少携带所述边缘服务的服务名称、域名以及地址，所述第一分流规则为五元组分流规则，所述第二分流规则为DNS分流规则，所述SR网元根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则，包括：

所述SR网元采用所述边缘服务的服务名称和所述地址，配置五元组分流规则；

所述SR网元采用所述边缘服务的域名和所述地址，配置DNS分流规则。

5.一种边缘应用的数据分流系统，其特征在于，包括服务注册中心SR网元，与所述SR网元连接的边缘会话管理功能SMF网元，与所述SR网元连接的至少一个边缘应用，以及与所述SR网元连接的至少一个用户面功能UPF网元，所述SMF网元与至少一个所述UPF网元连接，其中：

所述边缘应用，用于为用户终端提供边缘服务；

所述SR网元，用于接收所述边缘应用发送的边缘服务注册请求消息，并向所述至少一个边缘应用返回注册请求响应消息；以及，根据所述注册请求响应消息配置分流规则，将所述分流规则发送给所述SMF网元；

所述SMF网元，用于接收所述分流规则，并为所述UPF网元配置适配的所述分流规则；

所述UPF网元，用于采用所述分流规则对所述边缘应用的数据进行分流处理。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述SR网元包括：

服务注册模块，用于接收所述至少一个边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，并向所述至少一个边缘应用返回所述注册请求响应消息；

订阅通知模块，用于当所述边缘服务更新时，将更新的消息通知订阅者，所述订阅者为关注所述边缘服务的用户；

分流规则配置模块，用于根据所述注册请求响应消息，配置与所述边缘服务适配的第一分流规则和第二分流规则；

分流规则发送模块，用于当协议数据会话PDU Session建立时，将所述分流规则发送给所述SMF网元。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述服务注册模块包括：

注册请求接收子模块，用于接收所述边缘应用发送的所述边缘服务注册请求消息，所述注册请求消息包括所述边缘服务的服务名称、边缘服务的域名、边缘服务的地址；

注册请求响应子模块，用于存储所述边缘服务注册消息，并向所述至少一个边缘应用返回所述注册请求响应消息，所述注册请求响应消息至少携带所述边缘服务的服务名称、域名以及地址。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一分流规则为五元组分流规则，所述第二分流规则为DNS分流规则，所述分流规则配置模块包括：

第一分流规则配置子模块，用于采用所述边缘服务的服务名称和所述地址，配置五元组分流规则；

第二分流规则配置子模块，用于采用所述边缘服务的域名和所述地址，配置DNS分流规则。

9.一种边缘应用的数据分流装置，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；和

其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行所述指令时，使得所述装置执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

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