CN113300881B - 基于5g网络的编排调度方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种基于5G网络的编排调度方法、装置、设备及存储介质，包括：获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果；将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。根据本公开，能够实现灵活编排调度无状态5G核心网，保障用户需求发生变动的情况下仍然可以得到满足，从而实现5G核心网的自动化管理。

Description

基于5G网络的编排调度方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及5G网络的编排调度。

背景技术

5G网络将开启一个全连接、全业务的时代，核心网在5G网络中发挥着至关重要的作用，它将是全接入和全业务的使能中心。5G在3GPP标准化中引入了服务化框架(SBA)，以实现网络功能的即插即用，并且采用通用硬件以及虚拟化技术，在云上灵活部署，构建基于业务感知的弹性网络，实现资源按需分配，业务容量不受单一硬件物理限制，网络功能可动态快速生成并按需部署，以确保满足多种应用对网络的不同要求，构建逻辑隔离的网络切片来服务不同的业务或者垂直行业。然而，5G网络采用微服务架构，网元的状态信息和用户上下文都存储于网元本地缓存，当网元功能失效时会导致网元的状态信息丢失，但是用户需求的波动导致任意网元在任意机器的频繁增加和删除网元实例，这将增加了应用程序或服务所需的人工干预，降低了服务分配和执行的效率，所以迫切需要对整个软件化的网络自动化、智能化进行管控。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种基于5G网络的编排调度方法、装置、设备及存储介质。

基于上述目的，本公开的第一方面，提供了一种基于5G网络的编排调度方法，包括：

获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；

基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；

根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果；

将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

可选地，所述物理节点信息包括如下至少一种：物理节点总数量、物理节点之间的连接关系、物理节点之间的时延关系、每个物理节点的中央处理器CPU总核数、每个物理节点的中央处理器CPU使用率、每个物理节点的内存空间总量、每个物理节点的内存空间使用率、每个物理节点的磁盘空间总量、每个物理节点的磁盘空间使用率、每个物理节点的网络带宽总量、或每个物理节点的网络带宽利用率；

以及所述网元实例信息包括如下至少一种：网元实例类型总数量、网元实例总数量、网元实例之间的连接关系、网元实例之间的时延大小、或网元实例上下文中的用户数量。

可选地，基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法，包括：

根据所述业务需求确定所述业务需求的类型；

基于所述业务需求的类型确定所述5G网络的优化目标参数；

基于所述优化目标参数在AI算法池中选择对应的所述编排策略算法。

可选地，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果，包括：

根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果；

基于所述部署结果、所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点标准输出矩阵和网元实例标准输出矩阵；

将所述物理节点标准输出矩阵和所述网元实例标准输出矩阵转换为以调度器识别语言表示的编排调度结果。

可选地，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果，包括：

基于所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点输入标准矩阵和网元实例输入标准矩阵；

基于所述物理节点输入标准矩阵、所述网元实例输入标准矩阵以及所述编排策略算法，得到所述网元实例的部署结果。

可选地，所述物理节点输入标准矩阵包括：物理节点关系矩阵C、物理节点资源使用状态矩阵R和物理节点实例矩阵I，

其中，所述物理节点关系矩阵C＝[C_ij]_n×n；i＝1,2，……n；j＝1,2，……n；n为物理节点的总数；C_ij＞0时，表示物理节点i与物理节点j之间存在连接，且C_ij为物理节点i与物理节点j之间时延的倒数；C_ij＝0时，表示物理节点i与物理节点j之间不存在连接；

所述物理节点资源使用状态矩阵R＝[R_ih]_n×q；i＝1,2，……n；h＝1,2，……q；q为物理节点i的资源使用参数数量；其中，R_ih表示物理节点i中的第h个资源使用参数的值；

所述网元实例输入标准矩阵I＝[I_i1，……，I_i(a+1)，……]_n×(b+1)；i＝1,2，……n；a＝1,2，……b；b为网元实例的类型数量；I_i1表示物理节点i中已经部署的网元实例总量；I_i(a+1)表示物理节点i中是否包含第a类型网元实例以及第a类型网元实例的数量。

可选地，所述物理节点标准输出矩阵O¹＝[O¹ _xy]_n×m，n为物理节点的总数，m为网元实例的总类型数量，x＝1,2，……，n，y＝1,2，……，m；其中，O¹ _xy＞0时O¹ _xy表示物理节点x中新增y类型网元实例的数量，O¹ _xy＝0时O¹ _xy表示物理节点x中不增加或者不减少y类型网元实例，O¹ _xy＜0时O¹ _xy表示物理节点x中减少y类型网元实例的数量；

以及所述网元实例标准输出矩阵O²包括：矩阵A、矩阵B和矩阵D，其中，

矩阵A＝[A_rs]_e×e，r＝1,2，……，e；s＝1,2，……，e；e为原始网元实例的数量之和，A_rs＝1表示网元实例r与网元实例s之间存在连接，A_rs＝0表示网元实例r与网元实例s之间不存在连接；

矩阵B＝[B_uv]_p×e，u＝1,2，……，p；v＝1,2，……，e；p为新增网元实例的数量；e为原始网元实例的数量之和；其中，B_uv＝1表示新增网元实例u连接到原网元实例v，B_uv＝0表示新增网元实例u未连接到原网元实例v；

矩阵D＝[D_kl]_p×p，k＝1,2，……，p；l＝1,2，……，p；p为新增网元实例的数量；其中，D_kl＝1表示新增网元实例k与新增网元实例l之间存在连接，D_kl＝0表示新增网元实例k与新增网元实例l之间不存在连接。

本公开的第二方面，提供了一种基于5G网络的编排调度装置，包括：

获取模块，用于获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；

算法确定模块，用于基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；

计算模块，用于根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果；

下发模块，用于将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法。

本公开的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面所述方法。

从上面所述可以看出，本公开提供的基于5G网络的编排调度方法、装置、设备及存储介质，通过获取5G网络(例如核心网)中物理节点的物理节点信息与网元实例信息，并结合业务需求选择适合的优化目标参数，确定对应的编排策略算法，得到相应的编排调度结果并将其下发至物理节点，实现对无状态5G核心网灵活编排调度，保障用户需求发生变动的情况下仍然可以得到满足，从而实现5G核心网的自动化管理。

附图说明

为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开实施例的基于5G网络的编排调度方法的示意性流程图；

图2为根据本公开实施例的确定优化目标参数以及编排策略算法的示意性流程图；

图3为根据本公开实施例的生成编排调度结果的示意性流程图；

图4为根据本公开实施例的基于5G网络的编排调度装置的示意性框图；

图5为根据本公开实施例的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

目前，5G网络采用软件定义网络(Software Define Network，SDN)/网络功能虚拟化(Network Function Virtual，NFV)的方式的部署方式，NFV提出软件从硬件中解耦，可以通过普通的云基础设施来提供现在所使用的网络功能，而SDN解耦了网络功能的控制与数据平面，使网络更加灵活。上述软件化的网络功能可以部署在网络各域节点上，然而由于用户需求的波动导致任意网元在任意机器的频繁增加和删除网元实例，不仅增加了应用程序或服务所需的人工干预，增加出现人为错误的机率，还降低了服务分配和执行的效率，不利于实现网络的自动化和智能化。基于上述考虑，本公开实施例提供了一种基于5G网络的编排调度方法。参见图1，图1示出了根据本公开实施例的基于5G网络的编排调度方法的示意性流程图。如图1所示，基于5G网络的编排调度方法，包括：

步骤S110，获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；

步骤S120，基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；

步骤S130，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果；

步骤S140，将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

其中，通过获取5G网络(例如核心网)中物理节点的物理节点信息与网元实例信息，并结合业务需求，选择适合的优化目标参数，以确定对应的编排策略算法；通过该对应的编排策略算法计算得到物理节点(如物理节点调度器)能够识别的描述语言，将其作为编排调度结果，每一个物理节点根据编排调度结果可以实时按需进行网元实例的配置，如增加或者减少网元实例，以保证业务需求得到满足。可见，根据本公开实施例的方法，能够实现灵活编排调度5G网络尤其是无状态5G核心网，保障用户需求发生变动的情况下仍然可以得到满足，从而实现无状态5G核心网的自动化管理，同时适合广泛应用于5G网络。

在一些实施例中，5G网络可以包括无状态5G核心网。

可选地，在步骤S110，获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息。

在一些实施例中，5G网络的业务需求可以指用户对从硬件中解耦出来的网络功能等服务或业务的请求，如用户对QoS功能，移动性管理功能，会话管理功能等的请求。

在一些实施例中，物理节点信息可以表示与物理节点相关联的信息，例如可以包括如下至少一种：物理节点总数量、物理节点之间的连接关系、物理节点之间的时延关系、每个物理节点的中央处理器CPU总核数、每个物理节点的中央处理器CPU使用率、每个物理节点的内存空间总量、每个物理节点的内存空间使用率、每个物理节点的磁盘空间总量、每个物理节点的磁盘空间使用率、每个物理节点的网络带宽总量、或每个物理节点的网络带宽利用率。

在一些实施例中，网元实例信息可以表示与物理节点处的网元示例相关联的信息，例如可以包括如下至少一种：网元实例类型总数量、网元实例总数量、网元实例之间的连接关系、网元实例之间的时延大小、或网元实例上下文中的用户数量。

在一些实施例中，可以通过标准数据采集接口获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息。

可选地，在步骤S120，基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法。

其中，编排策略算法可以是对5G网络的历史编排数据以及编排策略的反馈进行学习得到的AI算法。该AI算法可以根据业务需求、物理节点信息与网元实例信息计算得到编排调度结果，如网元实例的部署等。

在一些实施例中，参见图2，图2示出了根据本公开实施例的确定优化目标参数以及编排策略算法的示意性流程图。如图2所示，步骤S120，基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法，包括：

步骤S121，根据所述业务需求确定所述业务需求的类型；

步骤S122，基于所述业务业务需求的类型确定所述5G网络的优化目标参数；

步骤S123，基于所述优化目标参数在AI算法池中选择对应的所述编排策略算法。

其中，所述业务需求的类型可以包括大规模机器通信(mMTC)场景，增强型移动宽带(eMBB)场景，或超高可靠超低时延(uRLLC)场景。其中，大规模机器通信场景利用了5G低功耗、广覆盖的特点，面向采用大量小型传感器进行数据采集、分析和应用的场景；增强型移动宽带场景将满足用户对高数据速率、高移动性的业务需求，可广泛应用于互联网视频、现场直播等场景；超高可靠超低时延场景应用于无人驾驶、车联网、智慧医疗等场景。

对于大规模机器通信场景，其面向以传感器和数据采集为目标的应用场景，少量数据和低速率为主，目标参数选择中要倾向于控制面的拥塞控制，跨RAT的空闲态移动性等继承功能，过载控制，低功耗，高延迟通信增强等方面，这些方面反映到无状态5G网络的部署中要提高的参数即为优化目标参数。因此，在一些实施例中，对于大规模机器通信场景的业务需求，5G网络的优化目标参数可以包括：AMF、SMF、AUSF、UDM、UDSF等网元的内存空间分配，磁盘空间分配，网元的覆盖范围，或UPF的CPU、内存空间、磁盘空间、带宽等资源的分配数量。这些优化目标参数的提升使得UPF可以为更多的终端设备建立更多的数据承载。

对于增强型移动宽带场景，其面向传统移动通信，带宽大，为用户提供无缝的高速业务体验，要求提供0.1～1Gbit/s的用户体验速率，这些方面同样可以反映到无状态5G网络的部署方面。因此，在一些实施例中，对于增强型移动宽带场景的业务需求，5G网络的优化目标参数可以包括：UPF具有更高的计算转发能力，要求芯片有更强的处理能力，并且要求UPF部署的物理节点配有所有物理节点中吞吐量较大的网络设备，连接UPF与UE无线节点点的路由器与交换机同样拥有更快的转发速率。可以优先将UPF部署到配有硬件加速模块、配有光接口的物理节点中，达到UPF最大的吞吐量。

对于超高可靠超低时延场景，其需要核心网层面加入核心网多路冗余传输和QoS监控技术，依据冗余资源数量越多，可靠性越高的原理，通过端到端采用双连接双链路双网元，满足行业超高可靠需求。增加单UE单QoS流和GTP-U路径两种QoS监控机制，增强时延测量能力。单UE单QoS流方案中UPF通过RTT机制获取单用户的时延，并上报检测结果；GTP-U路径是通过重用路径间的Echo消息来获取端点间时延。因此，在一些实施例中，对于超高可靠超低时延场景的业务需求，5G网络的优化目标参数可以包括：部署更多的AMF、SMF、UPF、UDSF等网元，为UE的可靠性做保障，在UPF的部署中需要将UPF部署在与UE所在无线接入点更近的物理节点，保障用户时延在已有的物理节点中保持最小。

在一些实施例中，AI算法池可以包括多个预设的编排策略算法。其中，这些编排策略算法可以包括历史编排策略算法，还可以是根据历史编排策略及策略结果的反馈改进得到的编排策略算法。应了解，还可以持续地对AI算法池进行维护，例如增加、更换、修改、删除AI算法池中的编排策略算法，以不断丰富和优化AI算法池，使得AI算法池能够适应越来越多的业务需求。

具体来说，假设AI算法池包括编排策略算法A、编排策略算法B、编排策略算法C等，基于获取的业务需求判断出该业务需求的业务类型是增强型移动宽带场景，则可以相应的确定优化目标可能是希望UPF具有更高的计算转发能力，则优化目标参数可以是UPF的计算转发速率；然后，根据该优化目标参数在AI算法池中选择对应的编排策略算法B。

可选地，参见图3，图3示出了根据本公开实施例的生成编排调度结果的示意性流程图。如图3所示，在步骤S130，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果，包括：

步骤S131，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果；

步骤S132，基于所述部署结果、所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点标准输出矩阵和网元实例标准输出矩阵；

步骤S133，将所述物理节点标准输出矩阵和所述网元实例标准输出矩阵转换为以调度器识别语言表示的编排调度结果。

在一些实施例中，再次参见图3，在步骤S131中，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果，可以包括：

步骤S1311，基于所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点输入标准矩阵和网元实例输入标准矩阵；

步骤S1312，基于所述物理节点输入标准矩阵、所述网元实例输入标准矩阵以及所述编排策略算法，得到所述网元实例的部署结果。

其中，将获得的物理节点信息与网元实例信息分别构建得到对应的标准输入矩阵即物理节点输入标准矩阵和网元实例输入标准矩阵，然后再根据物理节点输入标准矩阵和网元实例输入标准矩阵，结合业务需求所确定的编排策略算法，可以实时地根据业务需求和网络状态来更准确地进行5G网络的编排，实现网络资源的高效利用和合理配置。

在一些实施例中，在步骤S1311中，所述物理节点输入标准矩阵可以包括：物理节点关系矩阵C、物理节点资源使用状态矩阵R和物理节点实例矩阵I。

在一些实施例中，物理节点输入标准矩阵N＝[C，R，I]。在一些实施例中，物理节点输入标准矩阵N还可以是N＝[C，I，R]，或[R，C，I]，或[R，I，C]，或[I，C，R]，或[I，R，C]。

在一些实施例中，物理节点关系矩阵C＝[C_ij]_n×n，i＝1,2，……n，j＝1,2，……n，n为物理节点的总数；其中，C_ij＞0时，表示物理节点i与物理节点j之间存在连接，且C_ij为物理节点i与物理节点j之间时延的倒数，C_ij＝0时，表示物理节点i与物理节点j之间不存在连接。

具体来说，可以根据物理节点之间的连接关系构建矩阵C¹反映物理节点之间的连接信息，然后再矩阵C¹的基础上构建物理节点时延矩阵C²，从而得到物理节点连接关系矩阵C。例如，当两个物理节点之间存在连接时则为C¹＝1，当两个物理节点之间不存在连接时则为C¹＝0，即C¹ _ij＝1表示物理节点i与物理节点j存在连接，C¹ _ij＝0表示物理节点i与物理节点j不存在连接，从而得到n×n的矩阵C¹。由于物理节点i与物理节点j不存在连接时，也不会存在时延，所以，可以在矩阵C¹中将值为1的元素采用时延的倒数替换，从而得到既包含连接信息又包含时时延信息的矩阵C²，并将其作为物理节点关系矩阵C，例如，

代表物理节点i与物理节点j的时延为1÷0.5＝2ms。

在一些实施例中，物理节点资源使用状态矩阵R＝[R_ih]_n×q；i＝1,2，……n；h＝1,2，……q；q为物理节点i的资源使用参数数量；其中，R_ih表示物理节点i中的第h个资源使用参数的值。

在一些实施例中，q可以包括大于或等于7的整数。进一步地，q个物理节点i的资源使用参数可以包括如下至少一种：物理节点i中的CPU总量、CPU的使用率、内存总量、内存使用率、磁盘总量、磁盘使用率、或带宽。更进一步地，第h个资源使用参数可以指q个物理节点i的资源使用参数中的一种。

例如，q＝7时，物理节点i的资源使用参数可以包括物理节点i中的CPU总量、CPU的使用率、内存总量、内存使用率、磁盘总量、磁盘使用率、和带宽，那么，物理节点资源使用状态矩阵R＝[R_i1，R_i2，……R_i7]_n×7，i＝1,2，……n，其中，h＝1时R_ih＝R_i1可以表示物理节点i中的CPU总量；h＝2时R_ih＝R_i2可以表示物理节点i中CPU的使用率；h＝3时R_ih＝R_i3可以表示物理节点i中的内存总量；h＝4时R_ih＝R_i4可以表示物理节点i中的内存使用率；h＝5时R_ih＝R_i5可以表示物理节点i的磁盘总量；h＝6时R_ih＝R_i6可以表示物理节点i的磁盘使用率；h＝7时R_ih＝R_i7可以表示物理节点i的带宽。

应了解，上述物理节点的资源使用参数仅为举例，还可以包括其他的资源使用参数，q的值以及包含的具体资源使用参数可以根据需要进行设置，在此不做限制。

在一些实施例中，在步骤S1311中，物理节点实例矩阵I可以表示物理节点中部署的网元实例种类以及部署的网元实例数量。进一步地，网元实例输入标准矩阵I＝[I_i1，……，I_i(a+1)，……]_n×(b+1)，i＝1,2，……n，a＝1,2，……b；b为网元实例的类型数量；I_i1表示物理节点i中已经部署的网元实例总量；I_i(a+1)表示物理节点i中是否包含a类型网元实例以及a类型网元实例的数量。

在一些实施例中，I_i1＝I_i2+I_i3+……+I_i(b+1)。

在一些实施例中，b种类型的网元实例可以包括：AMF网元实例、SMF网元实例、AUSF网元实例、UDM网元实例、UPF网元实例、NSSF网元实例、NEF网元实例、或NRF网元实例中的至少一种。

相应地，在一些实施例中，a类型网元实例可以指b种类型的网元实例中的一种。例如，b＝3时，b种类型的网元实例可以包括AMF网元实例、SMF网元实例和UDM网元实例；那么，I_i1表示物理节点i中已经部署的网元实例总量；a＝1时，a类型网元实例可以指AMF网元实例，则I_i(a+1)＝I_i2可以表示物理节点i中是否包含AMF网元实例以及AMF网元实例的数量；a＝2时，a类型网元实例可以指SMF网元实例，则I_i(a+1)＝I_i3可以表示物理节点i中是否包含SMF网元实例以及SMF网元实例的数量；a＝b＝3时，a类型网元实例可以指UDM网元实例，则I_i(a+1)＝I_i4可以表示物理节点i中是否包含UDM网元实例以及UDM网元实例的数量。如此，I_i2＝3表示物理节点i中包含3个AMF网元实例，I_b3＝4表示物理节点i中包含4个SMF网元实例，I_i4＝1表示物理节点i中包含1个UDM网元实例。

应了解，上述举例仅为说明网元实例输入标准矩阵I，并不旨在对其进行限制，网元实例输入标准矩阵I中还可以包括其他数量的网元实例类型和/或其他类型的网元实例，在此不做限制。

在一些实施例中，在步骤S1311中，网元实例输入标准矩阵F表示各个网元实例之间的信息。具体来说，网元实例输入标准矩阵F＝[F_cd]_e×e，c＝1,2，……e，d＝1,2，……e，e为各个物理节点中网元实例的数量之和；其中，F_cd＞0时，表示网元实例c与网元实例d之间存在连接，且F_cd为网元实例c与网元实例d之间之间时延的倒数；例如，F_cd＝0.25则表示网元实例c与网元实例d之间存在连接，时延为4ms。F_cd＝0时，表示网元实例c与网元实例d之间不存在连接。

进一步地，在一些实施例中，各个物理节点中网元实例的数量之和

在一些实施例中，在步骤S1312中，网元实例的部署结果可以包括：增加或减少网元实例的数量及类型。例如，网元实例的部署结果可以包括物理节点i增加f个g类型网元实例。

在一些实施例中，在步骤S132中，所述物理节点标准输出矩阵O¹＝[O¹ _xy]_n×m，n为物理节点的总数，m为网元实例的总类型数量，x＝1,2，……，n，y＝1,2，……，m；其中，O¹ _xy＞0时O¹ _xy表示物理节点x中新增y类型网元实例的数量，O¹ _xy＝0时O¹ _xy表示物理节点x中不增加或者不减少y类型网元实例，O¹ _xy＜0时O¹ _xy表示物理节点x中减少y类型网元实例的数量。例如，O¹ _xy＝3表示物理节点x中新增y类型网元实例3个，O¹ _xy＝-2表示物理节点x中减少y类型网元实例2个。

具体来说，O¹矩阵的每一列表示一种网元类型，O¹矩阵的每一行表示一个物理节点，所以，O¹矩阵有n行m列。根据编排策略算法计算得到网元实例的部署结果可知每个物理节点所增加或减少的m种网元实例的数量，从而可以构建物理节点标准输出矩阵O¹。

在一些实施例中，网元实例标准输出矩阵O²可以包括：矩阵A、矩阵B和矩阵D。其中，矩阵A表示编排策略算法计算后的原网元实例连接关系，矩阵B表示新增网元实例与原网元实例的连接关系，矩阵D表示新增网元实例之间的连接关系。

在一些实施例中，网元实例标准输出矩阵

在一些实施例中，矩阵A＝[A_rs]_e×e，r＝1,2，……，e；s＝1,2，……，e；e为原始网元实例的数量之和，A_rs＝1表示网元实例r与网元实例s之间存在连接，A_rs＝0表示网元实例r与网元实例s之间不存在连接。需要说明的是，此时为编排策略算法计算后的原网元实例连接关系，也就是说，在步骤S1311中网元实例r与网元实例s的连接状态可能在经过编排策略算法后即在步骤S132中发生变化，如经过编排策略算法网元实例r与网元实例s可能存在连接，而在经过编排策略算法网元实例r与网元实例s不存在连接。

在一些实施例中，矩阵B＝[B_uv]_p×e，u＝1,2，……，p；v＝1,2，……，e；p为新增网元实例的数量；e为原始网元实例的数量之和；其中，B_uv＝1表示新增网元实例u连接到原网元实例v，B_uv＝0表示新增网元实例u未连接到原网元实例v。应了解，新增网元实例的数量可以根据编排策略算法输出的网元实例的部署结果得到。

在一些实施例中，矩阵D＝[D_kl]_p×p，k＝1,2，……，p；l＝1,2，……，p；p为新增网元实例的数量；其中，D_kl＝1表示新增网元实例k与新增网元实例l之间存在连接，D_kl＝0表示新增网元实例k与新增网元实例l之间不存在连接。

在一些实施例中，在步骤S132中根据编排策略算法的结果和物理节点信息、网元实例信息构建物理节点标准输出矩阵O¹(其中1为上标)和网元实例标准输出矩阵O²(其中2为上标)后，在步骤S133中，将输出参数标准矩阵转化为调度器可以识别的标准描述语言后，将其作为编排调度结果通过标准数据下发接口下发到相应的物理节点。

可选地，在步骤S140，将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

具体来说，物理节点在接收到编排调度结果后，可以根据编排调度结果实时按需增加或减少网元实例，保证业务需求得到满足的同时，实现灵活编排调度无状态5G核心网，保障用户需求发生变动情况下该用户的业务需求仍然可以及时得到满足，实现5G核心网的网络自动化和智能化的管控。还可以减少了应用程序或服务所需的人工干预，降低人为错误的机率，增加了服务分配和执行的效率。

需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种基于5G网络的编排调度装置。

参考图4，所述基于5G网络的编排调度装置，包括：

获取模块，用于获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；

算法确定模块，用于基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；

计算模块，用于根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果；

下发模块，用于将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的基于5G网络的编排调度方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的基于5G网络的编排调度方法。

图5示出了根据本公开实施例的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的基于5G网络的编排调度方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于5G网络的编排调度方法。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于5G网络的编排调度方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于5G网络的编排调度方法，包括：

获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；

基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；

根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果，包括：根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果；

基于所述部署结果、所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点标准输出矩阵和网元实例标准输出矩阵；

将所述物理节点标准输出矩阵和所述网元实例标准输出矩阵转换为以调度器识别语言表示的编排调度结果；

将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理节点信息包括如下至少一种：物理节点总数量、物理节点之间的连接关系、物理节点之间的时延关系、每个物理节点的中央处理器CPU总核数、每个物理节点的中央处理器CPU使用率、每个物理节点的内存空间总量、每个物理节点的内存空间使用率、每个物理节点的磁盘空间总量、每个物理节点的磁盘空间使用率、每个物理节点的网络带宽总量、或每个物理节点的网络带宽利用率；

以及所述网元实例信息包括如下至少一种：网元实例类型总数量、网元实例总数量、网元实例之间的连接关系、网元实例之间的时延大小、或网元实例上下文中的用户数量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法，包括：

根据所述业务需求确定所述业务需求的类型；

基于所述业务需求的类型确定所述5G网络的优化目标参数；

基于所述优化目标参数在AI算法池中选择对应的所述编排策略算法。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果，包括：

基于所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点输入标准矩阵和网元实例输入标准矩阵；

基于所述物理节点输入标准矩阵、所述网元实例输入标准矩阵以及所述编排策略算法，得到所述网元实例的部署结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述物理节点输入标准矩阵包括：物理节点关系矩阵C、物理节点资源使用状态矩阵R和物理节点实例矩阵I，

其中，所述物理节点关系矩阵C＝[C_ij]_n×n；i＝1,2，……n；j＝1,2，……n；n为物理节点的总数；C_ij＞0时，表示物理节点i与物理节点j之间存在连接，且C_ij为物理节点i与物理节点j之间时延的倒数；C_ij＝0时，表示物理节点i与物理节点j之间不存在连接；

所述物理节点资源使用状态矩阵R＝[R_ih]_n×q；i＝1,2，……n；h＝1,2，……q；q为物理节点i的资源使用参数数量；其中，R_ih表示物理节点i中的第h个资源使用参数的值；

所述网元实例输入标准矩阵I＝[I_i1，……，I_i(a+1)，……]_n×(b+1)；i＝1,2，……n；a＝1,2，……b；b为网元实例的类型数量；I_i1表示物理节点i中已经部署的网元实例总量；I_i(a+1)表示物理节点i中是否包含第a类型网元实例以及第a类型网元实例的数量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述物理节点标准输出矩阵O¹＝[O¹ _xy]_n×m，m为网元实例的总类型数量；x＝1,2，……，n；y＝1,2，……，m；其中，O¹ _xy＞0时O¹ _xy表示物理节点x中新增y类型网元实例的数量，O¹ _xy＝0时O¹ _xy表示物理节点x中不增加或者不减少y类型网元实例，O¹ _xy＜0时O¹ _xy表示物理节点x中减少y类型网元实例的数量；

以及所述网元实例标准输出矩阵O²包括：矩阵A、矩阵B和矩阵D，其中，

矩阵A＝[A_rs]_e×e，r＝1,2，……，e；s＝1,2，……，e；e为原始网元实例的数量之和，A_rs＝1表示网元实例r与网元实例s之间存在连接，A_rs＝0表示网元实例r与网元实例s之间不存在连接；

矩阵B＝[B_uv]_p×e，u＝1,2，……，p；v＝1,2，……，e；p为新增网元实例的数量；e为原始网元实例的数量之和；其中，B_uv＝1表示新增网元实例u连接到原网元实例v，B_uv＝0表示新增网元实例u未连接到原网元实例v；

矩阵D＝[D_kl]_p×p，k＝1,2，……，p；l＝1,2，……，p；p为新增网元实例的数量；其中，D_kl＝1表示新增网元实例k与新增网元实例l之间存在连接，D_kl＝0表示新增网元实例k与新增网元实例l之间不存在连接。

7.一种基于5G网络的编排调度装置，包括：

获取模块，用于获取所述5G网络的业务需求、物理节点信息与网元实例信息；

算法确定模块，用于基于所述业务需求确定所述5G网络的优化目标参数及所述优化目标参数所对应的编排策略算法；

计算模块，用于根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息生成编排调度结果，包括：根据所述编排策略算法、所述物理节点信息与所述网元实例信息计算得到网元实例的部署结果；

基于所述部署结果、所述物理节点信息与所述网元实例信息得到物理节点标准输出矩阵和网元实例标准输出矩阵；

将所述物理节点标准输出矩阵和所述网元实例标准输出矩阵转换为以调度器识别语言表示的编排调度结果；

下发模块，用于将所述编排调度结果发送至物理节点，其中，所述物理节点根据所述编排调度结果进行网元实例的配置。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至6任一所述方法。

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