CN114615132A - 一种分流upf的故障处理方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

一种分流upf的故障处理方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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CN114615132A CN202210178697.6A CN202210178697A CN114615132A CN 114615132 A CN114615132 A CN 114615132A CN 202210178697 A CN202210178697 A CN 202210178697A CN 114615132 A CN114615132 A CN 114615132A
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Abstract

本申请实施例提供了一种分流UPF的故障处理方法、装置、电子设备和存储介质，通信技术领域。该方法包括：若确定PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；从UPF池中确定目标UPF，该UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内，确保了筛选的目标UPF的时延是符合要求的；根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。该方法实现了在当前分流UPF出现故障时，能够快速确定符合时延要求的目标UPF来更新上/下行链路，并恢复正常业务，避免因延时超出要求以致业务中断。

Description

一种分流UPF的故障处理方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本申请涉通信技术领域，具体而言，本申请涉及一种分流UPF的故障处理方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着5G的成熟商用及面向行业的规模化应用推广，网络需要接入更多设备、处理海量数据、满足低时延业务需求，传统核心网集中式部署模式已不能满足新业务需求，网络随业务流向边缘迁移已是产业趋势。MEC(Multi-access Edge Computing，多接入边缘计算)是5G网络适配行业应用的关键技术，具有部署方式灵活，易与业务系统集成的特点，推动5G从单纯的通信网络向业务应用平台转变。
各行业基于数据不出园区、数据高可靠、确定性SLA(Service Level Agreement，服务等级协议)、超低时延、安全管控、极简部署运维等典型诉求，靠近用户侧的UPF(UserPlane Function，用户面功能)使用UL CL(Uplink classifier，上行链路分类器)分流方式进行网络部署，靠近用户侧的分流UPF支持基于SMF(session management Function，会话管理)提供的PDR(Packet Detection Rule，流量检测)和FAR(Forwarding Action Rule，流量转发规则)向不同的PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)会话锚点UPF转发上行业务流，将去往远端出口的公网业务流量和本地出口的行业用户流量区分出来，同时分流UPF可接受链路上的不同PDU会话锚点UPF的下行业务流，将其合并传输到5G终端。
贴近用户侧的分流UPF成为了运营商与垂直行业的连接桥梁，为行业业务提供了可靠的通信设备以及安全保障机制，在承载行业用户的核心业务数据的基础上，也可以承载公网业务数据，行业用户的核心业务数据在传输过程中与其它业务数据实现逻辑严格隔离，完成数据的本地化处理，以此保证核心业务数据不出园区，因此分流UPF的运行状态将引起垂直行业的关注，一旦出现故障，不能对本地业务及Internet业务分流，也无法满足UE对业务连续性的要求。
发明内容
本申请实施例的目的旨在能解决上述技术问题。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种分流UPF的故障处理方法，其特征在于，应用于核心网的会话管理网元SMF，该方法包括：
若确定协议数据单元PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；从预建立的UPF池中确定目标UPF，其中，UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内；根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。
在一种可能的实现方式中，从预建立的UPF池中确定目标UPF，包括；
若UPF池中包括至少两个UPF，根据负荷确定目标UPF；若UPF池中包括一个UPF，确定UPF池中的UPF为目标UPF。
在另一种可能的实现方式中，根据负荷确定目标UPF，包括：
向UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集；向策略控制功能网元PCF发送携带待筛选集的更新路径策略请求；接收PCF反馈的基于预设筛选策略筛选出的目标UPF，其中，预设筛选策略包括将当前分流UPF承载的负荷作为依据。
在又一种可能的实现方式中，向UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集，包括：
向UPF池中每个UPF发送统计请求；若接收到符合条件的UPF的反馈，将符合条件的UPF添加至待筛选集中，其中，符合条件的UPF的负荷值小于第一负荷阈值。
在又一种可能的实现方式中，预设时延范围由第一时延阈值和第二时延阈值确定，预建立预设UPF池的过程包括：
获取第一时延阈值和第二时延阈值，其中，第二时延阈值大于第一时延阈值；获取与SMF相连接的UPF与终端UE之间的用户平面时延，其中，与SMF相连接的UPF和当前分流UPF处于同一区域；针对与SMF相连接的UPF中的每个UPF执行以下操作：若确定该UPF与UE的用户平面时延在第一时延阈值和第二时延阈值的范围内，将该UPF添加至UPF池中。
在又一种可能的实现方式中，在将该UPF添加至UPF池中之后，该方法还包括：
向该UPF发送第一创建请求，以为PDU会话在该UPF上建立PDU会话对应的备份PDU会话锚点；向该UPF发送第二创建请求，以在该UPF上插入备份上行链路分类器。
其中，根据目标UPF更新上/下行链路，包括：根据备份PDU会话锚点和备份上行链路分类器更新上/下行链路。
在又一种可能的实现方式中，若目标UPF上未配置上行链路分类器和PDU会话锚点，方法还包括：
向目标UPF发送第三创建请求，以在目标UPF上建立新PDU会话锚点；向目标UPF发送第四创建请求，以在目标UPF上插入新上行链路分类器。
其中，根据目标UPF更新上/下行链路，包括：根据新PDU会话锚点和新上行链路分类器更新上/下行链路。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种分流UPF的故障处理方法，应用于核心网的PCF，该方法包括：
若接收SMF发送的更新路径策略请求，获取更新路径策略请求中携带的待筛选集；根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，并发送给SMF。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种分流UPF的故障处理装置，应用于核心网的SMF，该装置包括：
处理模块，用于若确定协议数据单元PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；确定模块，用于从预建立的UPF池中确定目标UPF，其中，UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内；更新模块，用于根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种分流UPF的故障处理装置，应用于核心网的PCF，该装置包括：
获取模块，用于若接收SMF发送的更新路径策略请求，获取更新路径策略请求中携带的待筛选集；筛选模块，用于根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，并发送给SMF。
根据本申请实施例的第五方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，该处理器执行计算机程序以实现本申请实施例前述第一方面或者第二方面所示方法的步骤。
根据本申请实施例的第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例前述第一方面或者第二方面所示方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本申请实施例提供了一种分流UPF的故障处理方法，应用于核心网的SMF和PCF，其中，应用于SMF端的方法包括：若确定PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；从UPF池中确定目标UPF，该UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内，确保了筛选的目标UPF的时延是符合要求的；根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。该方法实现了在当前分流UPF出现故障时，能够快速确定符合时延要求的目标UPF来更新上/下行链路，并恢复正常业务，避免业务延时超出要求以致业务中断。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1a为本申请实施例提供的一种分流UPF的故障处理系统；
图1b为本申请实施例提供的另一种分流UPF的故障处理系统；
图2为本申请实施例提供的一种分流UPF的故障处理方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种分流UPF的故障处理方法的流程示意图；
图4a为本申请实施例提供的一种建立UPF池的流程示意图；
图4b为本申请实施例提供的基于第一筛选策略筛选目标UPF的流程示意图；
图4c为本申请实施例提供的基于第二筛选策略筛选目标UPF的流程示意图；
图4d为本申请实施例提供的有备份分流UPF的故障处理的流程示意图；
图4e为本申请实施例提供的无备份分流UPF的故障处理的流程示意图；
图4f为本申请实施例提供的一种分流UPF组网的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种分流UPF的故障处理装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种分流UPF的故障处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述，对本申请实施例的技术方案不构成限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请实施例所使用的术语“包括”以及“包含”是指相应特征可以实现为所呈现的特征、信息、数据、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合等。应该理解，当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件，也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的术语“和/或”指示该术语所限定的项目中的至少一个，例如“A和/或B”可以实现为“A”，或者实现为“B”，或者实现为“A和B”。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：
本申请实施例中涉及一些5G核心网的网元，具体包括：
用户面功能网元(User Plane Function，UPF)；
会话管理网元(Session Management Function，SMF)；
策略控制功能网元(PolicyControlFunction，PCF)；
应用层功能网元(Application Function，AF)；
统一数据管理功能网元(Unified Data Management，UDR)；
接入及移动性管理功能网元(Access and Mobility ManagementFunction，AMF)。
本申请还涉及与核心网相关的其他的概念，例如：
协议数据单元(协议数据单元，PDU)；
用户终端设备(User Equipment，UE)；
(无线)接入网络((Radio)AccessNetwork，(R)AN)；
数据网络(Data Network，DN)。
具体而言，SMF通过N4接口与分流UFP之间建立连接，两者之间会周期性的交换心跳报文，SMF主动向分流UPF发送心跳检测包(按照预设频率发送的报文信息)，而分流UPF则基于心跳检测包给予SMF反馈报文。当SMF发出心跳检测包的次数超过提前设置的请求次数之后，分别UPF却没有任何响应时，此时的会话链路中断，可确定UPF出现了故障。
本申请提供的一种分流UPF的故障处理方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面通过对几个示例性实施方式的描述，对本申请实施例的技术方案以及本申请的技术方案产生的技术效果进行说明。需要指出的是，下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合，对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等，不再重复描述。
首先，参见图1a或者图1b，现有技术存在两种形式的5G核心网的架构，通过在5G核心网的部分网元中做新的部署，来实现对分流UPF的故障处理。在新的部署下，若靠近用户侧的当前分流UPF出现故障，该系统可以快速确定可替代的分流UPF(在本申请实施例中，将统一称作目标UPF)以更换处于故障状态的当前分流UPF，根据目标UPF完成上/下行业务的切换，进而保障业务连续性。其中，本申请实施例主要从SMF侧和PCF侧提供了相应的方法流程，具体可参见图2和图3所示的流程。
参见图2，本申请实施例提供了一种分流UPF的故障处理方法的流程示意图，应用于核心网的SMF，该方法包括：
S210，若确定协议数据单元PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；
其中，该当前分流UPF处于边缘端，用于对上行业务流量进行分流，并将分流后业务流量输入目标数据网络。例如，将属于本地的数据传输至本地数据网络，将属于远端的数据传输至远端数据网络。在分流UPF和SMF处于连接状态时，SMF和当前分流UPF之间建立了心跳机制，通过该机制SMF可以确定当前分流UPF的工作状态。具体而言，SMF按照预设频率当前分流UPF发送心跳检测包，并接收分流UPF针对该心跳检测包的反馈。若SMF在预定时间内没有收到反馈，或者连续发送几次心跳检测包都没有接收到反馈，则确定该分流UPF处于故障中。
其中，暂停上/下行链路上业务流量的传输的过程具体可以包括：SMF向当前分流UPF的上一跳节点(例如，(R)AN)发送通知，以暂停上/下行业务的往来。或者，当前分流UPF的上一跳节点通过GTP-U(GPRSTunnellingProtocol-UserPlane，GPRS隧道协议-用户平面)协议使用Echorequest/EchoResponse信息监测到当前分流UPF的工作状态，若检测到当前分流UPF处于故障状态中，自动停止上/下行业务的往来。
S220，从预建立的UPF池中确定目标UPF，其中，UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内。具体而言，SMF可以通过一张记录表来标识该UPF池，该记录表上记录有UPF的标识、UE与任一UPF之间的用户平面时延、UPF的负荷值等。SMF还可以通过发送心跳检测包来获取该UPF池中每个UPF的信息。
具体而言，SMF可以通过一张记录表来标识该UPF池，该记录表上记录有UPF的标识、UE与任一UPF之间的用户平面时延、UPF的负荷值等。SMF还可以通过发送心跳检测包来获取该UPF池中每个UPF的信息。
S220，根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。
本申请实施例提供了一种分流UPF的故障处理方法，应用于核心网的SMF和PCF，其中，应用于SMF端的方法包括：若确定PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；从UPF池中确定目标UPF，该UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内，确保了筛选的目标UPF的时延是符合要求的；根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。该方法实现了在当前分流UPF出现故障时，能够快速确定符合时延要求的目标UPF来更新上/下行链路，并恢复正常业务，避免业务延时超出要求以致业务中断。
本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，预设时延范围由第一时延阈值和第二时延阈值确定，预建立预设UPF池的过程具体可以包括：
获取第一时延阈值和第二时延阈值，其中，第二时延阈值大于第一时延阈值。具体而言，该第一时延阈值和第二时延阈值为SMF从PCF发送的消息中获取的。
获取与SMF相连接的UPF与终端UE的用户平面时延，其中，与SMF相连接的UPF和当前分流UPF处于同一区域；针对与SMF相连接的UPF中的每个UPF执行以下操作：若确定该UPF与UE的用户平面时延在第一时延阈值和第二时延阈值的范围内，将该UPF添加至UPF池中。
示例性地参见图4a，本申请实施例提供了一种建立UPF池的流程示意图，该流程基于图1a或者1b所示的5G核心网的架构。其中，第一时延阈值和第二时延阈值可以分别参考用户平面时延Tmin、Tmax。具体可以包括如下步骤：
Sa1、AF根据已知的用户平面时延要求，响应于SMF发送的消息创建业务影响请求。其中，该请求消息中包括允许的用户平面时延的最小值Tmin和最大值Tmax；该已知的用户平面时延可以为UE和建立有PSA的UPF之间的用户平面时延。
允许的用户平面时延的最小值Tmin：该值最终会发送至SMF，SMF依据该值将筛选出对应的用户平面时延大于该最小值的UPF；允许的用户平面时延的最大值Tmax：该值最终会发送至SMF，SMF依据该值将筛选出对应的用户平面时延小于该值的UPF。
Sa2、AF向NEF发送该业务影响请求。
Sa3、NEF接收到业务影响请求之后，将业务影响请求中携带的信息存储在UDR中，并回应AF的请求。其中，UDR信息更新之后，会向订阅其更新状态的网元发送更新消息，而PCF则订阅了UDR的更新状态
Sa4、PCF接收更新消息，并获取允许的用户平面时延Tmin、Tmax。
Sa5、PCF将Tmin、Tmax发送给SMF。
Sa6、SMF已知UE与区域内每个UPF之间的用户平面时延T，并从中筛选出用户平面时延T满足[Tmin，Tmax]的UPF，然后将它们存入创建好的UPF池中。最后，该UPF池中总共有M个UPF。其中，SMF可以通过N4接口获取UE与区域内每个UPF之间的用户平面时延T，至于获取的步骤可以参考现有技术中SMF与UPF之间的交互过程，为描述简便，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，在将该UPF添加至UPF池中之后，该方法还可以包括：
向该UPF发送第一创建请求，以为PDU会话在该UPF上建立PDU会话对应的备份PDU会话锚点；向该UPF发送第二创建请求，以在该UPF上插入备份上行链路分类器。
在将该UPF添加至UPF池中之后，通过建立备份的PDU会话锚点，和备份的上行链路分类器，以便于在确定目标UPF之后，直接根据备份的PDU会话锚点和上行链路分类器进行上/下行链路的更新操作，可以进一步地加快故障处理的速度。
其中，根据目标UPF更新上/下行链路，包括：根据备份PDU会话锚点和备份上行链路分类器更新上/下行链路。
本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，若目标UPF上未配置上行链路分类器和PDU会话锚点，该方法还可以包括：
向目标UPF发送第三创建请求，以在目标UPF上建立新PDU会话锚点；向目标UPF发送第四创建请求，以在目标UPF上插入新上行链路分类器。
其中，根据目标UPF更新上/下行链路，包括：根据新PDU会话锚点和新上行链路分类器更新上/下行链路。
本申请实施例提供了一种可能的实现方式，从预建立的UPF池中确定目标UPF，可以根据UPF池中UPF的数量来确定目标UPF，具体地：
若UPF池中包括至少两个UPF，根据负荷确定目标UPF；若UPF池中包括一个UPF，确定UPF池中的UPF为目标UPF。
其中，该负荷具体可以包括UPF池中每个UPF所承载的负荷，因此，根据负荷确定目标UPF具体可以包括：
向UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集；向策略控制功能网元PCF发送携带待筛选集的更新路径策略请求；接收PCF反馈的基于预设筛选策略筛选出的目标UPF，其中，预设筛选策略包括将当前分流UPF承载的负荷作为依据。
在一种可能的实现方式中，向UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集，具体可以包括：
向UPF池中每个UPF发送统计请求；若接收到符合条件的UPF的反馈，将符合条件的UPF添加至待筛选集中，其中，符合条件的UPF的负荷值小于第一负荷阈值。
具体而言，SMF向UPF池中每个UPF发送统计请求，然后接收UPF的反馈。其中，该反馈可以有两种形式，第一种反馈形式：任一UPF发送的反馈消息中都携带有该任一UPF的负荷值，SMF根据反馈消息中携带的负荷值是否大小于该第一负荷阈值来进行下一步操作，若结果为小于，则响应于该反馈消息，将该任一UPF添加至待筛选集中。第二种反馈形式包括：在任一UPF端，若该任一UPF的负荷值小于该第一负荷阈值，则在反馈消息中携带该任一UPF的负荷值，SMF接收到该任一UPF之后，响应该反馈消息，将该任一UPF添加至待筛选集中。
示例性地参考图4b或者图4c所示的筛选目标UPF的流程示意图。其中，图4b所示的步骤Sb1-Sb3和图4c所示的步骤Sc1-Sc3在获取待筛选集的过程中采用的方案基本一致，为描述简洁，仅对Sb1-Sb3作详细说明。第一负荷阈值可以为下述流程中的最小负荷阈值Mmin。
Sb1、SMF向UPF池中的UPF发送统计请求，该统计请求旨在获取UPF的负荷值，并携带有最小负荷阈值Mmin。其中，该UPF的负荷值为上/下行流量之和。
Sb2、UPF池中任一UPF：若该UPF的负荷值小于Mmin，在针对统计请求向SMF反馈时，在反馈中携带该UPF的负荷值。
Sb3、SMF在接收到反馈之后，响应于符合条件的UPF的反馈，将其加入待筛选集中，直到接收到所有的反馈并确定待筛选集之后。其中，符合条件的UPF具体可以为：该UPF的负荷值小于Mmin。
参见图3，本申请实施例还提供了一种分流UPF的故障处理方法的流程示意图，应用于核心网的PCF，该方法包括：
S310，若接收SMF发送的更新路径策略请求，获取更新路径策略请求中携带的待筛选集。
S320，根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，并发送给SMF。其中，所述预设筛选策略为第一筛选策略或者第二筛选策略。
具体而言，该预设筛选策略的参考因素可以为UPF的负荷值，也可以为UPF对应的用户平面时延，还可以为UPF的其他特征。
本申请实施例提供了一种可能的实现方式，若该预设筛选策略为第一筛选策略，其中，该第一筛选策略参考UPF的负荷值，根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，具体可以包括：
将每个UPF的负荷值作为排序依据，对待筛选集中的UPF进行递增排序。
对排序后的待筛选集中的每个UPF依次进行以下操作，直至当前分流UPF的负荷值等于零：若当前分流UPF的负荷值大于零，将当前分流UPF上的负荷卸载至该UPF，其中，在卸载操作完成之后，该UPF的负荷值不大于该UPF对应的第二负荷阈值；将该UPF确定为目标UPF。
示例性地参考图4b所示的基于负荷值筛选目标UPF的流程中的Sb4-Sb6。其中，第二负荷阈值可以为下述流程中的Mmax。具体流程可以参考如下所示：
Sb4、SMF在收到所有的反馈之后，向PCF发送更改PDU会话策略请求，该会话策略请求中携带有待筛选集，该待筛选集中有N个UPF。
Sb5、PCF接收到会话策略请求之后，通过筛选策略处理该待筛选集，最终确定目标UPF，该筛选策略的步骤可以包括：
A、依据负荷值，对待筛选集中的UPF进行递增排序，得到[UPF1、UPF2、......、UPFN]，并根据每个UPF的硬件资源等为该UPF设定最大负荷阈值Mmax。
B、从UPF1开始遍历该待筛选集：将处于故障的当前分流UPF承载的负荷卸载到UPF1，并计算UPF1的负荷值是否超过UPF1的Mmax。
C、若确定未超过，将UPF1确定为目标UPF，并停止遍历。
D、若确定超过，将UPF1确定为目标UPF，并选择UPF2再次进行判断。
其中，选择UPF2再次进行判断的过程为：针对UPF2重复执行上述B-D的步骤，直至将当前分流UPF上的负荷全部卸载完毕。
Sb6、PCF在确定目标UPF之后，将目标UPF发送给SMF。
本申请实施例提供了另一种可能的实现方式，若该预设筛选策略为第二筛选策略，其中，该第二筛选策略参考UPF的负荷值和UPF对应的用户平面时延，根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，具体可以包括：
对待筛选集中每个UPF进行以下操作：针对该UPF对应的用户平面时延和负荷值进行归一化处理，得到该UPF对应的处理值，并将每个UPF对应的处理值作为排序依据，对待筛选集中的UPF进行递增排序。
其中，该归一化处理过程具体可以包括：根据该UPF对应的用户平面时延和第二时延阈值，得到第一处理值；根据该UPF对应的负荷值和该UPF对应的第二负荷阈值，得到第二处理值；根据以下公式计算该UPF对应的处理值z：
z＝σ*第一处理值+(1-σ)*第二处理值，其中，关键系数σ为0到1之间的任一数值。
依次对排序后的待筛选集中每个UPF进行以下操作，直至当前分流UPF的负荷值等于零：若当前分流UPF的负荷值大于零，将当前分流UPF上的负荷卸载至该UPF，其中，在卸载操作完成之后，该UPF的负荷值不大于该UPF对应的第二负荷阈值；将该UPF确定为目标UPF。
示例性地参考图4c所示的基于负荷值和用户平面时延筛选目标UPF的流程中的Sc4-Sc6。其中，第二负荷阈值可以为下述流程中的Mmax。具体流程可以参考如下所示的流程：
Sc4、在接收到所有的反馈之后，SMF向PCF发送更改PDU会话策略请求，该会话策略请求中携带有待筛选集，该待筛选集中有N个UPF。其中，UPF池中UPF的负荷值依次为[M1、M2......MN]，UPF对应的用户平面时延依次为[T1、T2......TN]。
Sc5、PCF接收到会话策略请求之后，通过制定的路径选择策略处理该待筛选集，最终确定目标UPF，该路径选择策略的处理过程可以包括：
A、PCF根据待筛选集中每个UPF的硬件资源等为相应UPF设定最大负荷阈值Mmax。
B、首先，计算每个UPF的负荷值Mi和对应的用户平面时延Ti的归一值：Mi/Mmax、Ti/Tmax；其次，确定负荷值和用户平面时延之间的关键系数σ∈[0，1]，对上述归一值做进一步的处理，得到处理值Zi＝σ*Ti/Tmax+(1-σ)*Mi/Mmax。
C、对所有的Z值进行递增排序得到[Z1、Z2......ZN]，按照UPF和Z值的对应关系，对待筛选集重新进行排序，得到[UPF1、UPF2......UPFN]。
D、从UPF1开始遍历该待筛选集：将处于故障的当前分流UPF承载的负荷卸载到UPF1，并计算UPF1的负荷值是否超过UPF1的Mmax。
E、若确定未超过，将UPF1确定为目标UPF，并停止遍历。
F、若确定超过，将UPF1确定为目标UPF，并选择UPF2再次进行判断。
其中，选择UPF2再次进行判断的过程为：针对UPF2重复执行上述D-F的步骤，并确定是否需要继续遍历该待筛选集，直至将当前分流UPF上的负荷全部卸载完毕。
Sc6、PCF在确定目标UPF之后，将目标UPF发送给SMF。
为了更清楚地描述本申请实施例所示的一种分流UPF的故障处理方法，本申请实施例还根据目标UPF是否配置有备份的ULCL和PSA提供了两种故障处理流程：图4d所示的有备份分流UPF的故障处理流程，以及图4e所示的无备份分流UPF的故障处理流程。
参见图4d所示的有备份分流UPF的故障处理的流程，包括Sd1-Sd7。其中，目标UPF上有配置备份的ULCL和PSA，
Sd1、确定当前分流UPF处于故障状态。SMF通过心跳检测包确定当前分流UPF处于故障状态。
Sd2、暂停上/下行业务。SMF向当前分流UPF的上一跳节点(例如，(R)AN)发送通知，以暂停上/下行业务的往来。或者，当前分流UPF的上一跳节点通过GTP-U(GPRSTunnellingProtocol-UserPlane，GPRS隧道协议-用户平面)协议使用Echorequest/EchoResponse信息监测到当前分流UPF故障，自动停止上/下行业务的往来。
Sd3、从UPF池中确定目标UPF，并根据备份的PDU会话锚点和ULCL进行相应配置。首先，从已建立的UPF池中根据预设筛选策略确定目标UPF，确定目标UPF，其次SMF根据已确定的目标UPF。由于该目标UPF上存在备份的PDU会话锚点和ULCL，因此，可以将备份的PDU会话锚点确定为新的本地锚点PSA3，以及将备份的ULCL确定为新的ULCL。SMF向PSA1和PSA3提供必要的上行链路转发规则，该规则包括每个UPF的隧道信息。另外。SMF还为下行链路的转发提供到目标(R)AN的隧道信息。对于ULCL，SMF还提供流量过滤器，指示应分别向PSA1、PSA3转发哪些流量。例如：本地数据需通过PSA3转发，远端数据需通过PSA1转发。
Sd4、向PSA1提供PDU会话的新CN隧道信息。SMF向PSA1发送更新消息以更新PSA1，更新的内容为：为PSA1所在的下行链路业务提供PDU会话的新CN(CoreNetwork，核心网络)隧道信息。
Sd5、向PSA3提供PDU会话的CN隧道信息。SMF向PSA3发送更新消息以更新PSA3，更新的内容为：为PSA3所在的上/下行链路业务提供PDU会话的新CN隧道信息。
Sd6、向(R)AN提供新的ULCL和新CN隧道信息。SMF通过N11接口更新(R)AN，并向(R)AN提供与新的ULCL对应的新CN隧道信息。
Sd7、释放当前分流UPF上的UL CL以及当前分流UPF。SMF释放分流UPF以及处于故障的当前分流UPF上ULCL。
至此，将配置了新的ULCL和PSA3的目标UPF部署到系统中以替换处于故障分流UPF中。
参见图4e所示的无备份分流UPF的故障处理的流程，包括Se1-Sd8。其中，目标UPF上未配置备份的ULCL和PSA。其中，步骤Se1-Se2可以参考图4d所示流程中步骤Sd1–Sd2，步骤Se5–Se8可以参考图4d所示流程中步骤的Sd4–Sd7，为描述简便仅对步骤Se3–Se4进行详细的说明。
Se3、确定目标UPF，并建立PSA3。在已建立的UPF池中，SMF根据预设筛选策略确定目标UPF，并向该目标UPF发送第一创建请求，以通知目标UPF为PDU会话建立新的本地会话锚点(即PSA3)。
Se4、创建新ULCL，并基于PSA3和新ULCL进行相应的配置。SMF再向目标UPF发送第二创建请求，以通知目标UPF为PDU会话建立新的ULCL。SMF向PSA1和PSA3提供必要的上行链路转发规则，该规则包括每个UPF的隧道信息。此外，还为下行链路转发提供到目标(R)AN的AN隧道信息。对于该新的ULCL，SMF提供流量过滤器，指示应分别向PSA3、PSA1转发哪些流量。例如，本地数据需通过PSA3转发，远端数据需通过PSA1转发。
至此，将配置了新的ULCL和PSA3的目标UPF部署到系统中以替换处于故障状态的当前分流UPF。
参见图4f，本申请实施例还提供了一种分流UPF组网的结构示意图。在该图中，UPF2为当前分流UPF，用于将获取的数据通过ULCL进行分流，分别流向本地数据网络(即处于边缘的数据网络)和中心数据网络(即处于远端的数据网络)。当UPF2出现故障时，基于上述实施例所示的系统，本申请实施例还提供了两个具体的应用示例。
应用示例一：基于图4d所示流程的示例，包括步骤(1)-(7)。
(1)在同一区域内贴近用户侧的UPF，基于用户平面时延需求建立UPF池。其中，可以采用上述实施例中所示的方式来建立UPF池。
(2)建立备份的分流UPF，在UPF池中，SMF使用N4接口建立PDU会话锚点、为PDU会话插入UL CL。其中备份的分流UPF，不仅为分流UPF故障做准备，同时也承载了同一区域内其他用户面业务。
(3)检测故障。SMF通过N4接口与当前分流UPF建立连接，两者之间会周期性的交换心跳检测包，SMF主动向分流UPF发送心跳检测包，分流UPF接收到之后对该心跳检测包进行回应。当SMF发出的心跳检测的次数超过提前设置的请求次数后，UPF却没有任何响应，此时的会话链路中断，分流UPF出现了故障。
(4)SMF通知分流UPF2的上一跳节点(RAN、UPF1、Local DN)停止上/下行业务流量的发送。或者，当前分流UPF(PSA2)的上一条节点会通过GTP-U(GPRS TunnellingProtocol-User Plane，GPRS隧道协议-用户平面)协议使用Echo Request/Echo Response信息监测到UPF(PSA2)故障，自动停止上/下行业务流量发送。
(5)SMF选择UPF池内的备份的分流UPF，当备份的分流UPF数量为1时，则直接确定该UPF为目标UPF。当数量为多个时，应用第一筛选策略或者第二筛选策略来确定目标UPF。
(6)切换到目标UPF，更新上/下行CN隧道信息，完成PDU会话的分流UPF及会话锚点的切换。
(7)释放故障的分流UPF2及PDU会话瞄点PSA2。
应用示例二：基于图4e所示流程的示例，包括步骤(1)-(7)，为了描述简洁，应用示例二中的步骤(1)-(3)可以参考应用示例一中的步骤(1)、(3)、(4)，现仅对(4)-(7)进行详细的说明。
(4)SMF选择UPF池内的UPF。当UPF池内的UPF数量为1时，则直接选择为目标UPF，当数量为多个时，应用第一筛选策略或者第二筛选策略，确定目标UPF。
(5)切换到目标UPF，SMF通过N4接口建立PDU会话锚点并插入UL CL。
(6)更新上/下行CN(Core Network,核心网络)隧道信息，完成了PDU会话的分流UPF及会话锚点的切换。
(7)释放故障的分流UPF2及PDU会话锚点PSA2。
参见图5，本申请实施例还提供了一种分流UPF的故障处理装置，应用于核心网的SMF，该装置500包括：
处理模块510，用于若确定协议数据单元PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；
确定模块520，用于从预建立的UPF池中确定目标UPF，其中，UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内；；
更新模块530，用于根据目标UPF更新上/下行链路，并恢复业务流量的传输。
在一种可能的实现方式中，确定模块520在从预建立的UPF池中确定目标UPF中，具体用于：
若UPF池中包括至少两个UPF，根据负荷确定目标UPF；若UPF池中包括一个UPF，确定UPF池中的UPF为目标UPF。
在一种可能的实现方式中，确定模块520包括收发单元521，该收发单元在根据负荷确定目标UPF中，具体用于：
向UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集；向策略控制功能网元PCF发送携带待筛选集的更新路径策略请求；接收PCF反馈的基于预设筛选策略筛选出的目标UPF，其中，预设筛选策略包括将当前分流UPF承载的负荷作为依据。
在一种可能的实现方式中，收发单元521在向UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求中，具体用于：
向UPF池中每个UPF发送统计请求；若接收到符合条件的UPF的反馈，将符合条件的UPF添加至待筛选集中，其中，符合条件的UPF的负荷值小于第一负荷阈值。
在一种可能的实现方式中，装置500还包括组建模块540，预设时延范围由第一时延阈值和第二时延阈值确定，创建模块540在预建立UPF池中，具体用于：
获取第一时延阈值和第二时延阈值，其中，第二时延阈值大于第一时延阈值；获取与SMF相连接的UPF与终端UE之间的用户平面时延，其中，与SMF相连接的UPF和当前分流UPF处于同一区域；针对与SMF相连接的UPF中的每个UPF执行以下操作：若确定该UPF与UE的用户平面时延在第一时延阈值和第二时延阈值的范围内，将该UPF添加至UPF池中。
在一种可能的实现方式中，组建模块540在将该UPF添加至UPF池中之后，还可以用于：
向该UPF发送第一创建请求，以为PDU会话在该UPF上建立PDU会话对应的备份PDU会话锚点；向该UPF发送第二创建请求，以在该UPF上插入备份上行链路分类器。
其中，根据目标UPF更新上/下行链路，包括：根据备份PDU会话锚点和备份上行链路分类器更新上/下行链路。
在一种可能的实现方式中，若目标UPF上未配置上行链路分类器和PDU会话锚点，更新模块530在根据目标UPF更新上/下行链路中，具体可以用于：
向目标UPF发送第三创建请求，以在目标UPF上建立新PDU会话锚点；向目标UPF发送第四创建请求，以在目标UPF上插入新上行链路分类器。
其中，根据目标UPF更新上/下行链路，包括：根据新PDU会话锚点和新上行链路分类器更新上/下行链路。
参见图6，本申请实施例还提供了一种分流UPF的故障处理装置，应用于核心网的PCF，该装置600包括：
获取模块610，用于若接收SMF发送的更新路径策略请求，获取更新路径策略请求中携带的待筛选集。
筛选模块620，用于根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，并发送给SMF。
在一种可能的实现方式中，筛选模块620在根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF，具体用于：
将每个UPF的负荷值作为排序依据，对待筛选集中的UPF进行递增排序。
对排序后的待筛选集中的每个UPF依次进行以下操作，直至当前分流UPF的负荷值等于零：若当前分流UPF的负荷值大于零，将当前分流UPF上的负荷卸载至该UPF，其中，在卸载操作完成之后，该UPF的负荷值不大于该UPF对应的第二负荷阈值；将该UPF确定为目标UPF。
在又一种可能的实现方式中，筛选模块620在根据预设筛选策略从待筛选集中筛选出目标UPF中，具体用于：
对待筛选集中每个UPF进行以下操作：针对该UPF对应的用户平面时延和负荷值进行归一化处理，得到该UPF对应的处理值，并将每个UPF对应的处理值作为排序依据，对待筛选集中的UPF进行递增排序。
具体而言，该归一化处理过程可以包括：根据该UPF对应的用户平面时延和第二时延阈值，得到第一处理值；根据该UPF对应的负荷值和该UPF对应的第二负荷阈值，得到第二处理值；
根据以下公式计算该UPF对应的处理值z：
z＝σ*第一处理值+(1-σ)*第二处理值，其中，关键系数σ为0到1之间的任一数值。
依次对排序后的待筛选集中每个UPF进行以下操作，直至当前分流UPF的负荷值等于零：若当前分流UPF的负荷值大于零，将当前分流UPF上的负荷卸载至该UPF，其中，在卸载操作完成之后，该UPF的负荷值不大于该UPF对应的第二负荷阈值；将该UPF确定为目标UPF。
本申请实施例中提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，该处理器执行计算机程序以实现本申请实施例前述第一方面或者第二方面所示方法的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例前述第一方面或者第二方面所示方法的步骤。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“1”、“2”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除图示或文字描述以外的顺序实施。
应该理解的是，虽然本申请实施例的流程图中通过箭头指示各个操作步骤，但是这些步骤的实施顺序并不受限于箭头所指示的顺序。除非本文中有明确的说明，否则在本申请实施例的一些实施场景中，各流程图中的实施步骤可以按照需求以其他的顺序执行。此外，各流程图中的部分或全部步骤基于实际的实施场景，可以包括多个子步骤或者多个阶段。这些子步骤或者阶段中的部分或全部可以在同一时刻被执行，这些子步骤或者阶段中的每个子步骤或者阶段也可以分别在不同的时刻被执行。在执行时刻不同的场景下，这些子步骤或者阶段的执行顺序可以根据需求灵活配置，本申请实施例对此不限制。
以上所述仅是本申请部分实施场景的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。

Claims (15)

1.一种分流用户面功能网元UPF的故障处理方法，其特征在于，应用于核心网的会话管理网元SMF，所述方法包括：
若确定协议数据单元PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；
从预建立的UPF池中确定目标UPF，其中，所述UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内；
根据所述目标UPF更新所述上/下行链路，并恢复所述业务流量的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从预建立的UPF池中确定目标UPF，包括：
若所述UPF池中包括至少两个UPF，根据负荷确定所述目标UPF；
若所述UPF池中包括一个UPF，确定所述UPF池中的UPF为所述目标UPF。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据负荷确定所述目标UPF，包括：
向所述UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据所述UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集；
向策略控制功能网元PCF发送携带所述待筛选集的更新路径策略请求；
接收所述PCF反馈的基于预设筛选策略筛选出的目标UPF，其中，所述预设筛选策略包括将所述当前分流UPF承载的负荷作为依据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向所述UPF池中每个UPF发送携带第一负荷阈值的统计请求，以依据所述UPF池中每个UPF承载的负荷统计得到待筛选集，包括：
向所述UPF池中每个UPF发送所述统计请求；
若接收到符合条件的UPF的反馈，将所述符合条件的UPF添加至所述待筛选集中，其中，所述符合条件的UPF的负荷值小于所述第一负荷阈值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设时延范围由第一时延阈值和第二时延阈值确定，预建立所述UPF池的过程包括：
获取所述第一时延阈值和所述第二时延阈值，其中，所述第二时延阈值大于所述第一时延阈值；
获取与所述SMF相连接的UPF与终端UE之间的用户平面时延，其中，与所述SMF相连接的UPF和所述当前分流UPF处于同一区域；
针对与所述SMF相连接的UPF中的每个UPF执行以下操作：
若确定该UPF与所述UE的用户平面时延在所述第一时延阈值和所述第二时延阈值的范围内，将该UPF添加至所述UPF池中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将该UPF添加至所述UPF池中之后，所述方法还包括：
向该UPF发送第一创建请求，以为所述PDU会话在该UPF上建立所述PDU会话对应的备份PDU会话锚点；向该UPF发送第二创建请求，以在该UPF上插入备份上行链路分类器；
其中，根据所述目标UPF更新所述上/下行链路，包括：
根据所述备份PDU会话锚点和所述备份上行链路分类器更新所述上/下行链路。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，若所述目标UPF上未配置上行链路分类器和所述PDU会话锚点，所述方法还包括：
向所述目标UPF发送第三创建请求，以在所述目标UPF上建立新PDU会话锚点；
向所述目标UPF发送第四创建请求，以在所述目标UPF上插入新上行链路分类器；
其中，根据所述目标UPF更新所述上/下行链路，包括：
根据所述新PDU会话锚点和所述新上行链路分类器更新所述上/下行链路。
8.一种分流UPF的故障处理方法，其特征在于，应用于核心网的PCF，所述方法包括：
若接收SMF发送的更新路径策略请求，获取所述更新路径策略请求中携带的待筛选集；
根据预设筛选策略从所述待筛选集中筛选出目标UPF，并发送给所述SMF。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据预设筛选策略从所述待筛选集中筛选出目标UPF，包括：
将每个UPF的负荷值作为排序依据，对所述待筛选集中的UPF进行递增排序；
对排序后的待筛选集中的每个UPF依次进行以下操作，直至所述当前分流UPF的负荷值等于零：若所述当前分流UPF的负荷值大于零，将所述当前分流UPF上的负荷卸载至该UPF，其中，在卸载操作完成之后，该UPF的负荷值不大于该UPF对应的第二负荷阈值；
将该UPF确定为目标UPF。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据预设筛选策略从所述待筛选集中筛选出目标UPF，包括：
对所述待筛选集中每个UPF进行以下操作：
针对该UPF对应的用户平面时延和负荷值进行归一化处理，得到该UPF对应的处理值，并将每个UPF对应的处理值作为排序依据，对所述待筛选集中的UPF进行递增排序；
依次对排序后的待筛选集中每个UPF进行以下操作，直至所述当前分流UPF的负荷值等于零：
若所述当前分流UPF的负荷值大于零，将所述当前分流UPF上的负荷卸载至该UPF，其中，在卸载操作完成之后，该UPF的负荷值不大于该UPF对应的第二负荷阈值；
将该UPF确定为目标UPF。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据该UPF对应的用户平面时延和负荷值进行归一化处理，得到该UPF对应的处理值，包括：
根据该UPF对应的用户平面时延和第二时延阈值，得到第一处理值；
根据该UPF对应的负荷值和该UPF对应的第二负荷阈值，得到第二处理值；
根据以下公式计算该UPF对应的处理值Z：
z＝σ*第一处理值+(1-σ)*第二处理值，其中，所述关键系数σ为0到1之间的任一数值。
12.一种分流UPF的故障处理装置，其特征在于，应用于核心网的SMF，所述装置包括：
处理模块，用于若确定协议数据单元PDU会话对应的当前分流UPF处于故障中，暂停上/下行链路上业务流量的传输；
确定模块，用于从预建立的UPF池中确定目标UPF，其中，所述UPF池中每个UPF对应的用户平面时延在预设时延范围内；
更新模块，用于根据所述目标UPF更新所述上/下行链路，并恢复所述业务流量的传输。
13.一种分流UPF的故障处理装置，其特征在于，应用于核心网的PCF，所述装置包括：
获取模块，用于若接收SMF发送的更新路径策略请求，获取所述更新路径策略请求中携带的待筛选集；
筛选模块，用于根据预设筛选策略从所述待筛选集中筛选出目标UPF，并发送给所述SMF。
14.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7或者权利要求8-11中任一项所述方法的步骤。
15.一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权利要求1-7或者权利要求8-11中任一项所述方法的步骤。
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