CN113115473A - 网络切片控制方法及装置、服务器、系统及存储介质 - Google Patents

网络切片控制方法及装置、服务器、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种网络切片控制方法及装置、服务器、系统及存储介质，所述网络切片控制方法包括：获取终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息；通过所述第一5G本地网络内的第一网络连接控制器，向第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接；其中，所述广域网数据连接请求信息包括所述终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息。通过上述方案可以在不依赖运营商5G核心网的情况下，通过5G本地网络内的网络连接控制器的控制操作实现在不同5G本地网络之间网络切片控制策略，并缩短网络切片建立的周期。

Description

网络切片控制方法及装置、服务器、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络切片控制方法及装置、服务器、系统及存储介质。
背景技术
5G本地网络也称为私有5G网络，它使用5G技术在本地用户现场创建一个专用网络，该网络具有统一的连接性，优化的服务以及在特定区域内的安全通信方式，并提供5G技术支持的高传输速度，低延迟及海量连接等特性。
图1为现有技术中5G本地网络示意图，如图1所示，5G本地网络基于5G设备构建，包括5G终端设备，5G无线基站及5G核心网设备，它专属于网络所有者，即本地用户，可独立管理且易于部署。5G本地网络可消除对以太网等有线设备的依赖，这些有线设备不仅昂贵且笨重，而且无法连接大量移动设备及人员。
5G本地网络可在本地完成配置，并由网络所有者完全控制网络，例如安全性，网络资源使用等。网络所有者可以为关键设备分配更高的优先级来使用网络资源。
5G网络切片将一个5G物理网络切割成多个虚拟网络，对5G网络数据进行区分管理，并保持每个虚拟网络间的逻辑独立性，可在不增设网络架构的基础上，为不同的终端用户提供定制化网络服务。例如，针对高清视频实时传输、海量物联网终端接入及低时延精密操控等工业互联网场景，可利用5G网络切片将5G网络虚拟切割为分别具有增强移动带宽、海量物联和超可靠低时延通信等特性的若干虚拟网络。这些虚拟网络可以承载不同场景下的业务，从而满足不同场景下的差异化需求。
目前通过运营商5G核心网建立网络切片需要几周的时间，建立周期较长并且过程较繁琐。
发明内容
本发明实施例提供一种网络切片控制方法及装置、服务器、系统及存储介质，通过该网络切片控制方法可以在不依赖运营商5G核心网的情况下，通过5G本地网络内的网络连接控制器的控制操作实现在不同5G本地网络之间网络切片控制策略，并缩短网络切片建立的周期。
第一方面，本发明实施例提供一种网络切片控制方法，所述方法包括：获取终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息；通过所述第一5G本地网络内的第一网络连接控制器，向第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接；其中，所述广域网数据连接请求信息包括所述终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息。
进一步地，所述PDU会话建立完成信息包括：用户永久标识符、PDU会话标识信息以及单一网络切片选择辅助信息。
进一步地，在所述通过所述第一5G本地网络内的第一网络连接控制器，向第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接之前，还包括：所述第一网络连接控制器根据所述广域网数据连接请求信息中的所述单一网络切片选择辅助信息选定所述第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器。
进一步地，所述第一网络连接控制器或第二网络连接控制器包括SD-WAN客户端。
进一步地，所述方法还包括：获取PDU会话关闭信息；根据所述PDU会话关闭信息关闭所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络的网络切片连接。
进一步地，所述获取PDU会话关闭信息包括：用户永久标识符、PDU会话标识信息以及单一网络切片选择辅助信息。
第二方面，本申请实施例还提供一种网络切片控制装置，所述装置包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行时以实现第一方面提供的网络切片控制方法。
第三方面，本申请实施例还提供一种服务器，所述服务器包括服务器本体以及第二方面提供的网络切片控制装置。
第四方面，本申请实施例还提供一种网络系统，所述网络系统包括一个或多个第三方面提供的服务器。
通过上述技术方案，5G本地网络可以在不依赖运营商5G核心网的条件下，与其他5G本地网络建立跨广域网的网络切片。这种方法可以使5G本地网络用户灵活调整网络切片配置，而不必在运营商5G网络中进行繁琐的配置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中5G本地网络示意图；
图2为本申请一个实施例提供的网络切片控制方法的流程示意图；
图3为本申请一个实施例提供的跨广域网的不同5G本地网络连接示意图；
图4为本申请再一个实施例提供的不同5G本地网络之间建立网络切片的流程示意图；
图5为本申请再一个实施例提供的不同5G本地网络之间关闭网络切片的流程示意图；
图6为本申请再一个实施例提供的网络切片控制装置的结构示意图。
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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为本申请一个实施例提供的网络切片控制方法的流程示意图，如图2所示，所述网络切片控制方法包括以下步骤：
步骤201：获取终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息。
步骤202：通过第一5G本地网络内第一网络连接控制器，向第二5G本地网络内第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接。
其中，所述PDU会话建立完成信息包括：用户永久标识符、PDU会话标识信息以及单一网络切片选择辅助信息(S-NSSAI，Single Network Slice Selection AssistanceInformation)。
在执行上述步骤202之前，第一5G本地网络内第一网络连接控制器可以根据所述终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息中的S-NSSAI确定终端的目标远端5G本地网络，具体地可以通过该S-NSSAI选定远端5G本地网络内的网络连接控制器(即，第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器)。
在一种实现方式中，上述第一网络连接控制器或第二网络连接控制器可以包括SD-WAN(Software-Defined WAN，软件定义广域网)客户端。
根据图2所示实施例提供的网络切片控制方法可以构建图3所示实施例提供的跨广域网的不同5G本地网络，本申请实施例提供的上述网络切片控制方法可以不依赖运营商5G核心网的情况下，实现在不同5G本地网络之间支持网络切片控制策略。其中，不同的5G本地网络(第一5G本地网络与第二5G本地网络)之间通过Internet相互连接。
其中，可以在不同的5G本地网络之间引入SD-WAN客户端，每个5G本地网络内具有各自的SD-WAN客户端。5G终端在本地网络内的切片由5G本地网络中的本地SMF进行管控，多个5G本地网络之间的切片由SD-WAN客户端进行控制。通过上述方法，5G终端可以建立网络切片来连接位于外部网络的其他5G本地网络，在不依赖运营商5G核心网的情况下，实现跨广域网的专用网络切片。
具体地，网络切片的建立流程包括：
5G终端发出PDU会话建立请求(PDU Session Establishment Request)，该PDU会话建立请求中携带请求的网络切片标识S-NSSAI。随后，5G本地网络内的本地执行会话管理功能(Session Management Function，SMF)按照3GPP标准流程，与5G本地网络内的其他网元完成交互，并向本地接入和移动性管理功能(Access and Mobility ManagementFunction，AMF)返回会话建立请求消息(Nsmf_PDU Session_CreateSMContext Response)。本地AMF收到该消息后，按照3GPP标准流程与5G基站及其他5G本地网络内的网元进行交互，并最终使5G终端在5G本地网络内完成数据连接的建立
本地SMF向本地AMF发出Nsmf_PDU Session_UpdateSMContext Response消息后，将与该PDU会话相关的信息告知本地运营商网络开放功能(Network Exposure Function，NEF)，其中至少包括SUPI(SUbscription Permanent Identifier，用户永久标识符)，PDU会话标识(PDU Session ID)及单一网络切片选择辅助信息(Single Network SliceSelection Assistance Information，S-NSSAI)。本地NEF根据上述信息从本地统一数据管理功能(Unified Data Management，UDM)获取UE(5G终端)的本地签约信息后，通知本地5G网络中的SD-WAN客户端，请求发起连接目标5G本地网络的广域网专线。该专线能满足UE提出的网络性能指标要求。
当UE关闭上述PDU会话后，本地SMF将PDU会话关闭信息发送给本地NEF，其中PDU会话关闭信息至少包括SUPI，PDU Session ID及S-NSSAI。本地NEF根据上述PDU会话关闭信息，通知本地SD-WAN客户端拆除广域网专线，以关闭所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络的网络切片连接。
图4为本申请再一个实施例提供的不同5G本地网络之间建立网络切片的流程示意图，如图4所示，在不同5G本地网络之间建立网络切片的流程包括以下步骤：
步骤401：UE(5G终端)发出PDU会话建立请求信息，该PDU会话建立请求信息携带网络切片信息，数据网络信息(Data Network Name，DNN)，PDU会话ID(PDU session ID)及相关参数。
步骤402：第一5G本地网络内的本地AMF收到所述PDU会话建立请求，本地AMF在第一5G本地网络中选择本地SMF。
步骤403：本地AMF向本地SMF发送会话建立请求消息。
步骤404：本地SMF从本地UDM处获取用户签约的会话参数信息。
步骤405：本地SMF向本地AMF确认可以建立PDU会话。
步骤406：本地SMF对PDU会话进行认证。
步骤407：本地SMF选择第一5G本地网络的策略控制功能(Policy Controlfunction,PCF)。
步骤408：本地SMF从本地PCF获取策略信息，即策略控制和计费信息(PolicyControl and Charging，PCC)。
步骤409：本地SMF选择第一5G本地网络的用户面功能(User Plane Function，UPF)。
步骤410：本地SMF向本地PCF更新会话策略信息。
步骤411：本地SMF将会话信息及策略信息下发至本地UPF。
步骤412：本地SMF发送会话建立接受消息至本地AMF。
步骤413：本地AMF通知本地5G基站建立无线承载。
步骤414：本地5G基站通知终端(UE)建立无线承载。
步骤415：本地5G基站通知本地AMF完成无线承载建立。
步骤416：本地AMF通知本地SMF相应隧道信息。
步骤417：本地SMF通知本地UPF下行隧道信息。
步骤418：本地SMF向本地AMF确认隧道建立完成。
步骤419：本地SMF将隧道建立完成消息通知本地NEF，其中包含SUPI，PDU SessionID及S-NSSAI信息。
步骤420：本地NEF向第一5G本地网络的第一SD-WAN客户端转发上述隧道建立完成消息，第一SD-WAN客户端根据S-NSSAI信息选定第二SD-WAN客户端的地址，以确定第二5G本地网络(即，目标5G本地网络)。
步骤421：第一SD-WAN客户端根据隧道建立完成消息向第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接。
图5为本申请再一个实施例提供的不同5G本地网络之间关闭网络切片的流程示意图，如图5所示，不同5G本地网络之间关闭网络切片的流程包括以下步骤：
步骤501a：UE(5G终端)发起PDU会话释放请求(PDU Session Release Request)。
步骤501a：PDU会话上下文更新请求(PDU会话释放请求)【Nsmf_PDU Session_UpdateSMContext(PDU Session Release Request)】。
步骤501b：会话管理策略终止(Session Management Policy Termination)-触发SMF发起释放会话。
步骤501c：AMF发起PDU会话上下文释放请求(Nsmf_PDU Session_ReleaseSMContext)。
步骤501d：SMF触发PDU会话释放(PDU Session Release Trigger)。
步骤502a：N4会话释放请求(N4 Session Release Request)。
步骤502b：N4会话释放响应(N4 Session Release Response)。
步骤503a：PDU会话上下文更新响应(PDU Session_UpdateSMContext Response)，(PDU会话释放由UE发起场景)。
步骤503b：经AMF传递N1、N2消息(Nsmf_Communication_N1N2Message Transfer)(PDU会话释放由SMF发起场景)。
步骤503c：PDU会话释放上下文响应(Nsmf_PDU Session_ReleaseSMContextResponse)(PDU会话释放由AMF发起场景)。
步骤504：N2资源释放请求(N2 Resource Release Request)。
步骤505：AN指定的资源修改请求(包含PDU会话释放指令)【AN-specificresource modification(including PDU Session Release Command)】。
步骤506：N2资源释放应答(N2 Resource Release Ack)。
步骤507a：PDU会话上下文更新请求(含N2、SM资源释放应答，用户位置)【Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext(N2 SM into)】。
步骤507b：PDU会话上下文更新响应(Nsmf_PDU Session_UpdateSMContextResponse)。
步骤508：PDU会话释放应答(PDU Session Release Ack)。
步骤509：N2上行承载NAS(N2 Uplink NAS Transport)。
步骤510a：PDU会话上下文更新请求(含PDU会话释放应答，UE位置信息)【Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext(N1 SM into)】。
步骤510b：PDU会话上下文更新响应(Nsmf_PDU Session_UpdateSMContextResponse)。
步骤511：PDU会话上下文状态通知(释放)【Nsmf_PDU Session_StatusNotify(Release)】。
步骤512：会话管理策略终止(Session Management Policy Termination)。
步骤513：会话上下文更新(Nnef_PDUsession_UpdataSMContext Request/Response)。
步骤514：会话上下文通知(SMContext Notification)。
步骤515：切片关闭(WAN Slice Termination)。
图6为本申请再一个实施例提供的网络切片控制装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括处理器601和存储器602，所述存储器602用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器601加载并执行时以实现本申请实施例提供的网络切片控制方法。
进一步地，本申请实施例还提供一种服务器，该服务器可以包括服务器本体以及图6所示实施例提供的网络切片控制装置。所述服务器包括5G本地网络内相应的网络设备以及SD-WAN控制器，该服务器支持该5G本地网络提供相应服务。
进一步地，本申请实施例还提供一种网络系统，该网络系统可以包括一个或多个上述服务器。在一种实现方式中，该网络系统可以包括至少2个服务器，即，至少可以提供如图3所示实施例提供的跨广域网的不同5G本地网络。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的网络切片控制方法。
可以理解的是，所述应用可以是安装在终端上的应用程序(nativeApp)，或者还可以是终端上的浏览器的一个网页程序(webApp)，本发明实施例对此不进行限定。
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，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种网络切片控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息；
通过所述第一5G本地网络内的第一网络连接控制器，向第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接；
其中，所述广域网数据连接请求信息包括所述终端在第一5G本地网络内的PDU会话建立完成信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PDU会话建立完成信息包括：
用户永久标识符、PDU会话标识信息以及单一网络切片选择辅助信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述通过所述第一5G本地网络内的第一网络连接控制器，向第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器发送广域网数据连接请求信息，使所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络建立网络切片连接之前，还包括：
所述第一网络连接控制器根据所述广域网数据连接请求信息中的所述单一网络切片选择辅助信息选定所述第二5G本地网络侧的第二网络连接控制器。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述第一网络连接控制器或第二网络连接控制器包括SD-WAN客户端。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取PDU会话关闭信息；
根据所述PDU会话关闭信息关闭所述第一5G本地网络与所述第二5G本地网络的网络切片连接。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取PDU会话关闭信息包括：
用户永久标识符、PDU会话标识信息以及单一网络切片选择辅助信息。
7.一种网络切片控制装置，其特征在于，所述装置包括：
处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行时以实现如权利要求1-5中任意一项所述的网络切片控制方法。
8.一种服务器，其特征在于，
所述服务器包括权利要求7所述的网络切片控制装置。
9.一种网络系统，其特征在于，所述网络系统包括一个或多个权利要求8所述的服务器。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任意一项所述的网络切片控制方法。
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