CN113852990A - 一种网元控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种网元控制系统及方法，涉及通信技术领域，该系统包括：业务处理模块，采用用户面功能网元，用于用户面的业务处理；对外通信模块，与所述业务处理模块通过传输模块连接，所述对外通信模块用于对外通信，本发明业务处理模块只负责处理对应的用户面的业务功能，对于对外通信，业务处理模块只要做好数据的准备和发送，通过传输模块发送给对外通信模块，再由对外通信模块把接收到的数据传输给各组件进行通信处理，将UPF网元内部的控制和业务处理进行分离，使得UPF网元的功能单一，对外接口统一，易用性强。

Description

一种网元控制系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网元控制系统及方法。
背景技术
目前第五代移动通信技术核心网(5th Generation Mobile CommunicationTechnology Core Network，5GC)中的用户面功能(User Plane Function，UPF)网元的用户面业务处理和对外通信都是在一起实现的，即UPF网元不仅要实现用户面的业务功能，还要实现对外比如与Kafka、Elasticsearch、Restful、gPRC、Prometheus、Redis等组件的通信。
UPF代表控制和用户平面分离(Control and User Plane Separation，CUPS)策略在数据平面的演进，是5GC系统架构的重要组成部分，主要负责5GC用户面数据包的路由和转发相关功能，UPF在5G面向低时延、大带宽的边缘计算和网络切片技术上发挥着举足轻重的作用。但由于UPF需要兼顾用户面业务和对外通信，使得UPF网元功能不单一，略显复杂，易用性弱。
因此，功能简单、易用性强的UPF网元控制方法是目前业界亟待解决的重要课题。
发明内容
本发明提供一种网元控制系统及方法，用以解决现有技术中UPF网元功能不单一，略显复杂，易用性弱的缺陷，实现UPF网元的功能单一，对外接口统一，易用性强。
本发明提供一种网元控制系统，包括：
业务处理模块，采用用户面功能网元，用于用户面的业务处理；
对外通信模块，与所述业务处理模块通过传输模块连接，所述对外通信模块用于对外通信。
根据本发明提供的网元控制系统，所述对外通信模块采用VPP-agent代理。
根据本发明提供的网元控制系统，所述传输模块采用矢量数据包处理库的应用程序编程接口。
根据本发明提供的网元控制系统，所述传输模块采用VPP Binary API接口。
根据本发明提供的网元控制系统，所述业务处理模块对会话控制数据的读写以及同步通过传输模块与所述对外通信模块连接，再由所述对外通信模块和Redis组件建立通信。
根据本发明提供的网元控制系统，所述业务处理模块上报给网管的告警信息通过传输模块与所述对外通信模块连接，再由所述对外通信模块和Kafka组件建立通信。
根据本发明提供的网元控制系统，所述对外通信模块通过矢量数据包处理库的命令行界面获取所述业务处理模块上报给网管的性能统计信息，再由所述对外通信模块和Prometheus组件建立通信。
根据本发明提供的网元控制系统，所述业务处理模块上报的信令跟踪信息通过传输模块与所述对外通信模块连接，再由所述对外通信模块和与网管连接的gRPC组件建立通信。
根据本发明提供的网元控制系统，所述业务处理模块的配置以及资源管理由所述对外通信模块进行处理。
本发明还提供一种网元控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述业务处理模块进行用户面的业务处理，所述对外通信模块进行对外通信，所述业务处理模块和所述对外通信模块之间通过所述传输模块建立通信。
本发明还提供一种电子设备，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上述任一种所述网元控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述网元控制方法的步骤。
本发明提供的网元控制系统及方法，业务处理模块只负责处理对应的用户面的业务功能，对于对外通信，业务处理模块只要做好数据的准备和发送，通过传输模块发送给对外通信模块，再由对外通信模块把接收到的数据传输给各组件进行通信处理，将UPF网元内部的控制和业务处理进行分离，使得UPF网元的功能单一，对外接口统一，易用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的网元控制系统的结构示意图；
图2是本发明提供的网元控制系统的框架示意图；
图3是本发明提供的网元控制方法的流程示意图；
图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
下面结合图1和图2描述本发明的网元控制系统，该系统包括：
业务处理模块100，采用UPF网元，用于用户面的业务处理，进行用户面功能。
对外通信模块200，与业务处理模块100通过传输模块300连接，对外通信模块200用于对外通信。
在本实施例中，对外通信模块200采用VPP-agent代理，传输模块300采用矢量数据包处理库的应用程序编程接口，优选的，通信模块采用VPP Binary API接口。
UPF网元和VPP-agent都是基于VPP开源框架结构，其中，UPF网元以插件形式存在，用C语言实现业务功能，并用go语言实现的VPP-agent独立出来，两者之前使用VPP BinaryAPI接口连接，与外部的接口连接统一由VPP-agent进行通信，使UPF网元内部实现了控制和业务分离的网元实现方式。
具体的，业务处理模块100对会话控制(Session)数据的读写以及同步通过传输模块300与对外通信模块200连接，再由对外通信模块200和Redis组件建立通信；业务处理模块100上报给网管的告警信息通过传输模块300与对外通信模块200连接，再由对外通信模块200和Kafka组件建立通信；对外通信模块200通过VPP_Cli获取业务处理模块100上报给网管的性能统计信息，再由对外通信模块200和Prometheus组件建立通信；业务处理模块100上报的信令跟踪信息通过传输模块300与对外通信模块200连接，再由对外通信模块200和与网管连接的gRPC组件建立通信；同时，业务处理模块100的配置以及资源管理由对外通信模块200进行处理。
本发明提供的网元控制系统中，业务处理模块100只负责处理对应的用户面的业务功能，对于对外通信，业务处理模块100只要做好数据的准备和发送，通过传输模块300发送给对外通信模块200，再由对外通信模块200把接收到的数据传输给各组件进行通信处理，将UPF网元内部的控制和业务处理进行分离，使得UPF网元的功能单一，对外接口统一，易用性强。
下面结合图3描述本发明的网元控制方法，该方法包括以下步骤：
S100、业务处理模块100进行用户面的业务处理，对外通信模块200进行对外通信，业务处理模块100和所述对外通信模块200之间通过传输模块300建立通信。
在本实施例中，对外通信模块200采用VPP-agent代理，传输模块300采用矢量数据包处理库的应用程序编程接口，优选的，通信模块采用VPP Binary API接口。
UPF网元和VPP-agent都是基于VPP开源框架结构，其中，UPF网元以插件形式存在，用C语言实现业务功能，并用go语言实现的VPP-agent独立出来，两者之前使用VPP BinaryAPI接口连接，与外部的接口连接统一由VPP-agent进行通信，使UPF网元内部实现了控制和业务分离的网元实现方式。
具体的，业务处理模块100对会话控制(Session)数据的读写以及同步通过传输模块300与对外通信模块200连接，再由对外通信模块200和Redis组件建立通信；业务处理模块100上报给网管的告警信息通过传输模块300与对外通信模块200连接，再由对外通信模块200和Kafka组件建立通信；对外通信模块200通过VPP_Cli获取业务处理模块100上报给网管的性能统计信息，再由对外通信模块200和Prometheus组件建立通信；业务处理模块100上报的信令跟踪信息通过传输模块300与对外通信模块200连接，再由对外通信模块200和与网管连接的gRPC组件建立通信；同时，业务处理模块100的配置以及资源管理由对外通信模块200进行处理。
本发明提供的网元控制方法中，业务处理模块100只负责处理对应的用户面的业务功能，对于对外通信，业务处理模块100只要做好数据的准备和发送，通过传输模块300发送给对外通信模块200，再由对外通信模块200把接收到的数据传输给各组件进行通信处理，将UPF网元内部的控制和业务处理进行分离，使得UPF网元的功能单一，对外接口统一，易用性强。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行网元控制方法，该方法包括以下步骤：
S100、所述业务处理模块进行用户面的业务处理，所述对外通信模块进行对外通信，所述业务处理模块和所述对外通信模块之间通过所述通信模块建立通信。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的网元控制方法，该方法包括以下步骤：
S100、所述业务处理模块进行用户面的业务处理，所述对外通信模块进行对外通信，所述业务处理模块和所述对外通信模块之间通过所述通信模块建立通信。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的网元控制方法，该方法包括以下步骤：
S100、所述业务处理模块进行用户面的业务处理，所述对外通信模块进行对外通信，所述业务处理模块和所述对外通信模块之间通过所述通信模块建立通信。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种网元控制系统，其特征在于，包括：
业务处理模块(100)，采用用户面功能网元，用于用户面的业务处理；
对外通信模块(200)，与所述业务处理模块(100)通过传输模块(300)连接，所述对外通信模块(200)用于对外通信。
2.根据权利要求1所述的网元控制系统，其特征在于，所述对外通信模块(200)采用VPP-agent代理。
3.根据权利要求3所述的网元控制系统，其特征在于，所述传输模块(300)采用矢量数据包处理库的应用程序编程接口。
4.根据权利要求3所述的网元控制系统，其特征在于，所述传输模块(300)采用VPPBinary API接口。
5.根据权利要求2所述的网元控制系统，其特征在于，所述业务处理模块(100)对会话控制数据的读写以及同步通过传输模块(300)与所述对外通信模块(200)连接，再由所述对外通信模块(200)和Redis组件建立通信。
6.根据权利要求2所述的网元控制系统，其特征在于，所述业务处理模块(100)上报给网管的告警信息通过传输模块(300)与所述对外通信模块(200)连接，再由所述对外通信模块(200)和Kafka组件建立通信。
7.根据权利要求2所述的网元控制系统，其特征在于，所述对外通信模块(200)通过矢量数据包处理库的命令行界面获取所述业务处理模块(100)上报给网管的性能统计信息，再由所述对外通信模块(200)和Prometheus组件建立通信。
8.根据权利要求2所述的网元控制系统，其特征在于，所述业务处理模块(100)上报的信令跟踪信息通过传输模块(300)与所述对外通信模块(200)连接，再由所述对外通信模块(200)和与网管连接的gRPC组件建立通信。
9.根据权利要求2所述的网元控制系统，其特征在于，所述业务处理模块(100)的配置以及资源管理由所述对外通信模块(200)进行处理。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述的网元控制系统所实现的网元控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述业务处理模块(100)进行用户面的业务处理，所述对外通信模块(200)进行对外通信，所述业务处理模块(100)和所述对外通信模块(200)之间通过所述传输模块(300)建立通信。
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