CN112671567A

CN112671567A - 一种基于服务化接口的5g核心网拓扑发现方法及装置

Info

Publication number: CN112671567A
Application number: CN202011486278.6A
Authority: CN
Inventors: 黄建平
Original assignee: Zhongying Youchuang Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhongying Youchuang Information Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2040-12-16
Also published as: CN112671567B

Abstract

本发明的实施例提供了一种基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方法及装置。所述方法包括采集网元配置文件；解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息；遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现；以所述各个网元作为节点，以网元之间的总线链路作为连接所述各个节点的总线，生成总线拓扑关系。以此方式，将核心网设备通过服务化总线的方式展现网元设备之间的拓扑关系，以友好、直观的方式呈现给网络维护人员，直观的反馈出核心网设备之间的拓扑关系，方便网络管理，实用性极高。

Description

一种基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方法及装置

技术领域

本发明的实施例一般涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方法及装置。

背景技术

核心网设备从4G到5G有比较大的变化，在5G时代，核心网所有设备都已经完成虚拟化，即从物理专用设备转变成了虚拟设备；这些虚拟化设备都以服务的方式对外提供网络能力，设备之间的接口也变成了服务化接口。但当前在接入5G核心网设备后，设备之间的拓扑关系无法简洁、清晰的展现出来，使日常维护和管理过程复杂繁琐。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方案。

在本发明的第一方面，提供了一种基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方法。该方法包括：

采集网元配置文件；

解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息；

遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现；

以所述各个网元作为节点，以网元之间的总线链路作为连接所述各个节点的总线，生成总线拓扑关系。

进一步地，所述网元配置文件包括AMF、NSSF、PCF、UDM、SMF、UPF和NRF的配置文件。

进一步地，所述解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息，包括：

AMF网元解析AMF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、N2信令接口地址和NRF地址；

SMF网元解析SMF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、UPF节点信息、TAC信息、N4信令接口地址和NRF地址；

UPF网元解析UPF的配置信息，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、N4信令接口地址、UPF节点名称、TAC信息和业务地址；

NSSF网元解析NSSF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、TAC信息和NRF地址；

PCF网元解析PCF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和NRF地址；

UDM网元解析UDM的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和NRF地址；

NRF网元解析NRF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和关联地址；所述关联地址用于关联NRF地址。

进一步地，所述遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现，包括：

NRF网元确认与总线接口Nnrf、Nnssf、Npcf、Nudm、Namf、Nsmf和Nnrf存在连接关系，使NSSF网元通过总线接口Nnssf连接到NRF网元，PCF网元通过总线接口Npcf连接到NRF网元，UDM网元通过总线接口Nudm连接到NRF网元，AMF网元通过总线接口Namf连接到NRF网元，SMF网元通过总线接口Nsmf连接到NRF网元，两个NRF网元通过总线接口Nnrf进行互连；

所述SMF网元确认与信令接口N4存在连接关系，通过信令接口N4连接到所述UPF网元；

所述UPF网元确认与信令接口N3和N9存在连接关系，通过信令接口N3连接RAN网元，通过信令接口N9与同在一个组中且业务地址在同一个网络平台的UPF网元连接；

所述AMF网元确认与信令接口N2存在连接关系，通过所述信令接口N2连接RAN网元。

在本发明的第二方面，提供了一种基于服务化接口的5G核心网拓扑发现装置。该装置包括：

采集模块，用于采集网元配置文件；

解析模块，用于解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息；

发现模块，用于遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现；

总线拓扑生成模块，用于以所述各个网元作为节点，以网元之间的总线链路作为连接所述各个节点的总线，生成总线拓扑关系。

进一步地，所述解析模块，包括：

AMF网元解析模块，用于解析AMF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、N2信令接口地址和NRF地址；

SMF网元解析模块，用于解析SMF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、UPF节点信息、TAC信息、N4信令接口地址和NRF地址；

UPF网元解析模块，用于解析UPF的配置信息，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、N4信令接口地址、UPF节点名称、TAC信息和业务地址；

NSSF网元解析模块，用于解析NSSF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、TAC信息和NRF地址；

PCF网元解析模块，用于解析PCF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和NRF地址；

UDM网元解析模块，用于解析UDM的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和NRF地址；

NRF网元解析模块，用于解析NRF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和关联地址；所述关联地址用于关联NRF地址。

进一步地，所述发现模块，包括：

NRF网元发现模块，用于确认NRF网元与NRF网元总线接口Nnrf、Nnssf、Npcf、Nudm、Namf、Nsmf和Nnrf存在连接关系，使NSSF网元通过总线接口Nnssf连接到NRF网元，PCF网元通过总线接口Npcf连接到NRF网元，UDM网元通过总线接口Nudm连接到NRF网元，AMF网元通过总线接口Namf连接到NRF网元，SMF网元通过总线接口连接到NRF网元；

SMF网元发现模块，用于确认所述SMF网元与信令接口N4存在连接关系，通过信令接口N4连接到所述UPF网元；

UPF网元发现模块，用于确认所述UPF网元与信令接口N3和N9存在连接关系，通过信令接口N3连接RAN网元，通过信令接口N9与同在一个组中且业务地址在同一个网络平台的UPF网元连接；

AMF网元发现模块，用于确认所述AMF网元与信令接口N2存在连接关系，通过所述信令接口N2连接RAN网元。

在本发明的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

在本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本发明的第一方面的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

本发明基于服务化接口的发现，将核心网设备通过服务化总线的方式展现网元设备之间的拓扑关系，以友好、直观的方式呈现给网络维护人员，直观的反馈出核心网设备之间的拓扑关系，方便网络管理，实用性极高。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方法的流程图；

图2示出了根据本发明的实施例的基于服务化接口的5G核心网拓扑发现装置的方框图；

图3示出了能够实施本发明的实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明中，基于服务化接口的发现，将核心网设备通过服务化总线的方式展现网元设备之间的拓扑关系，以友好、直观的方式呈现给网络维护人员，直观的反馈出核心网设备之间的拓扑关系，方便网络管理，实用性极高。

图1示出了本发明实施例的基于服务化接口的5G核心网拓扑发现方法的流程图。

该方法包括：

S101、采集网元配置文件。

网元配置文件包含了当前设备所有的配置信息，由一条条命令组合成一个文件，存放在对应的网元设备上，网管通过采集程序完成网元配置文件的采集，首先连接网元，通过文件接口方式，采集所有核心网设备的配置文件，存放在采集服务器上。

核心网设备包括AMF、SMF、UPF、NSSF、NRF、PCF、UDM等主要的核心网设备。

根据网元设备类别的不同，将网元配置文件划分为：AMF网元配置文件、NSSF网元配置文件、PCF网元配置文件、UDM网元配置文件、SMF网元配置文件、NRF网元配置文件和UPF网元配置文件。

S102、解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息。

通过解析配置文件，能够获取网元设备的基础信息和端口信息，其中每类网元设备均包含设备名称、设备管理地址、服务化接口地址和端口地址，此为网元设备的基础信息；而每类网元设备也都有一些需要单独解析的信息，每类网元设备需要单独解析的信息都不同，例如：

AMF网元需要单独从AMF网元配置文件中解析出NRF地址和N2接口地址；SMF网元需要单独从SMF网元配置文件中解析出NRF地址、UPF节点信息、TAC信息、N4接口地址；UPF网元需要单独从UPF网元配置文件中解析出N4接口地址、UPF节点名称、TAC信息、业务地址；NSSF网元需要单独从NSSF网元配置文件中解析出TAC信息和NRF信息；PCF网元需要单独从PCF网元配置文件中解析出NRF信息；UDM网元需要单独从UDM网元配置文件中解析出NRF信息；NRF网元需要单独从NRF网元配置文件中解析出关联地址；所述关联地址用于与上述解析出的NRF地址相关联。并在解析完成后，将解析出的网元设备信息数据录入到数据库设备表中。

通过上述解析各个网元配置文件中的信息，以为总线链路的发现提供关联基础。

S103、遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现。

遍历过程首先从NRF网元开始，然后再遍历SMF或AMF。在遍历完成后，即可得到所有网元设备的总线链路，发现完毕，并可以将数据录入到总线链路表中。

所述发现过程，包括：

通过解析出的网元配置文件，可以知道AMF、NSSF、PCF、UDM、SMF、UPF和NRF的网元配置文件中均有NRF地址，通过NRF地址能够使上述网元设备注册在与该地址匹配的NRF上。而网元设备是通过总线接口与NRF网元进行连接的，故NRF网元需要首先确认Nnrf、Nnssf、Npcf、Nudm、Namf、Nsmf、Nnrf与NRF设备相连。总线以NRF为基准关联。

而在NRF网元确认与总线接口Nnrf、Nnssf、Npcf、Nudm、Namf、Nsmf、Nnrf相连后，能够建立起NSSF网元、PCF网元、UDM网元、AMF网元、SMF网元、NRF网元与NRF网元之间的连接关系，即：

NSSF网元通过总线接口Nnssf连接到NRF网元；PCF网元通过总线接口Npcf连接到NRF网元，UDM网元通过总线接口Nudm连接到NRF网元；AMF网元通过总线接口Namf连接到NRF网元；SMF网元通过总线接口Nsmf连接到NRF网元；两个NRF网元通过总线接口Nnrf进行互连。

所述SMF网元确认与信令接口N4存在连接关系，通过信令接口N4连接到所述UPF网元；所述信令接口N4需要同时在SMF网元和UPF网元上互配才能连接。

所述UPF网元确认与信令接口N3和N9存在连接关系，通过信令接口N3连接RAN网元，通过信令接口N9与同在一个组中且业务地址在同一个网络平台的UPF网元连接，即判断两个UPF网元是否处于同一个GROUP组里，并且业务地址同在一个网络平台内，如果满足条件，则两个UPF网元可以通过配置在UPF上的信令接口N9进行互连。所述信令接口N3在UPF网元上直接配置。

所述AMF网元确认与信令接口N2存在连接关系，通过所述信令接口N2连接RAN网元。所述信令接口N2在AMF网元上直接配置。

在各个网元之间的互连关系中，NSSF、NRF、PCF、UDM、AMF和SMF是通过总线连接的，RAN与AMF以及UPF与SMF之间是通过信令接口进行互连的。

通过上述发现过程，能够使各个网元之间发现与其存在互连关系的网元，建立拓扑关系。

S104、以所述各个网元作为节点，以网元之间的总线链路作为连接所述各个节点的总线，生成总线拓扑关系。

将在S103中存在互连关系的各个网元作为节点，根据网元之间的通信关系，将NSSF、NRF、PCF、UDM、AMF和SMF网元之间的总线链路作为节点之间的连线，生成总线拓扑关系图。

作为本发明的一种实施例，将AMF与RAN之间的信令链路作为其之间的连线，将SMF与UPF之间的信令链路作为其之间的连线，将RAN与UPF之间的信令链路作为其之间的连线，将这些连线也加入总线拓扑关系图中，对拓扑关系进行完善。

根据本发明的实施例，基于服务化接口的发现，将核心网设备通过服务化总线的方式展现网元设备之间的拓扑关系，以友好、直观的方式呈现给用户，方便网络管理。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，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，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，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可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

如图2所示，装置200包括：

采集模块210，用于采集网元配置文件；所述网元配置文件包括AMF、NSSF、PCF、UDM、SMF、UPF和NRF的配置文件。

解析模块220，用于解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息。

所述解析模块220，包括：

AMF网元解析模块221，用于解析AMF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、N2信令接口地址和NRF地址；

SMF网元解析模块222，用于解析SMF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、UPF节点信息、TAC信息、N4信令接口地址和NRF地址；

UPF网元解析模块223，用于解析UPF的配置信息，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、N4信令接口地址、UPF节点名称、TAC信息和业务地址；

NSSF网元解析模块224，用于解析NSSF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息、TAC信息和NRF地址；

PCF网元解析模块225，用于解析PCF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和NRF地址；

UDM网元解析模块226，用于解析UDM的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和NRF地址；

NRF网元解析模块227，用于解析NRF的配置文件，得到设备名称、设备管理地址、服务化接口地址、端口信息和关联地址；所述关联地址用于关联NRF地址。

发现模块230，用于遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现。

所述发现模块230，包括：

NRF网元发现模块231，用于确认NRF网元与NRF网元总线接口Nnrf、Nnssf、Npcf、Nudm、Namf、Nsmf和Nnrf存在连接关系，使NSSF网元通过总线接口Nnssf连接到NRF网元，PCF网元通过总线接口Npcf连接到NRF网元，UDM网元通过总线接口Nudm连接到NRF网元，AMF网元通过总线接口Namf连接到NRF网元，SMF网元通过总线接口连接到NRF网元；

SMF网元发现模块232，用于确认所述SMF网元与信令接口N4存在连接关系，通过信令接口N4连接到所述UPF网元；

UPF网元发现模块233，用于确认所述UPF网元与信令接口N3和N9存在连接关系，通过信令接口N3连接RAN网元，通过信令接口N9与同在一个组中且业务地址在同一个网络平台的UPF网元连接；

AMF网元发现模块234，用于确认所述AMF网元与信令接口N2存在连接关系，通过所述信令接口N2连接RAN网元。

总线拓扑生成模块240，用于以所述各个网元作为节点，以网元之间的总线链路作为连接所述各个节点的总线，生成总线拓扑关系。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

如图3所示，电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

电子设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许电子设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S101～S104。例如，在一些实施例中，方法S101～S104可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S101～S104的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S101～S104。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims

1.一种基于服务化接口的5G核心网总线拓扑发现方法，其特征在于，包括：

采集网元配置文件；

解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息；

遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网元配置文件包括AMF、NSSF、PCF、UDM、SMF、UPF和NRF的配置文件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解析所述网元配置文件，获取各个网元的基础信息，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遍历各个网元，对各个网元的总线链路进行发现，包括：

5.一种基于服务化接口的5G核心网总线拓扑发现装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集网元配置文件；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述网元配置文件包括AMF、NSSF、PCF、UDM、SMF、UPF和NRF的配置文件。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述解析模块，包括：

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发现模块，包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～4中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～4中任一项所述的方法。