CN114667721A - 用于主动发现和跟踪与4g服务端点相关联的地址的方法、系统和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

一种用于发现和跟踪与4G服务端点相关联的地址的方法，包括从请求节点接收包括4G服务端点的完全限定域名(FQDN)的第一域名系统(DNS)解析或监视请求。该方法还包括使用来自第一DNS解析或监视请求中的FQDN来查询DNS服务器。该方法还包括从DNS服务器接收包括与4G服务端点相关联的地址的第一响应并且将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中。该方法还包括将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点。该方法还包括针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN。该方法还包括向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。

Description

用于主动发现和跟踪与4G服务端点相关联的地址的方法、系 统和计算机可读介质

相关申请

本申请要求于2020年10月19日提交的序列号为17/074,553的美国专利申请和于2019年8月29日提交的序列号为16/555,817的美国专利申请的优先权权益，其公开内容通过引用全文并入本文。

技术领域

本文描述的主题涉及发现与电信网络中的服务端点相关联的地址信息。更具体地，本文描述的主题涉及用于主动发现和跟踪与4G服务端点相关联的地址的方法、系统和计算机可读介质。。

背景技术

在电信网络中，服务端点是网络节点上的地址，该地址唯一地识别向服务消费者提供服务的实体。服务端点可以包括互联网协议(IP)地址或IP地址和传输层端口号的组合，也称为IP端点。

在5G电信网络中，提供服务的网络节点被称为生产者网络功能(NF)。消费服务的网络节点被称为消费者NF。网络功能既可以是生产者NF也可以是消费者NF，具体取决于它是消费服务还是提供服务。

给定的生产者NF可能有许多服务端点。生产者NF向网络功能储存库功能(NRF)注册。NRF维护可用NF实例及其支持的服务的NF简档。消费者NF可以订阅以接收关于已向NRF注册的生产者NF实例的信息。

除了消费者NF，可以订阅以接收关于NF服务实例的信息的另一种类型的网络节点是服务通信代理(SCP)。SCP向NRF订阅并获得关于生产者NF服务实例的可达性和服务简档信息。消费者NF连接到服务通信代理，并且服务通信代理在提供所需服务的生产者NF服务实例之间使流量负载平衡，或直接将流量路由到指定的生产者NF。

现有3GPP服务体系架构的一个问题是消费者NF或SCP可能没有足够的信息使由生产者NF服务实例暴露(expose)的服务端点之间的流量负载平衡。在一种情况下，生产者NF可能只在NF服务级别注册其FQDN，而不单独注册生产者NF服务的域名、IP地址或IP端点。在另一种情况下，生产者NF可能仅在NF实例级别注册其FQDN，而不在NF服务级别单独注册服务的IP地址或IP端点或FQDN。

在这些情况中的任一情况下，消费者NF或SCP必须获得与服务端点相关联的IP地址或IP端点以联系各个服务端点。一般而言，与域名对应的IP地址或IP端点可以使用域名系统(DNS)来确定。在上述5G网络体系架构中，每当NF注册或更新其简档时，都需要将服务端点IP地址通知给服务消费者。另一种需要用服务的IP地址或IP端点更新消费者NF或SCP的情况出现在IP地址或IP端点变化而没有对应的NF简档或服务更新时。虽然可通过DNS发现IP地址或IP端点，但当与服务相关联的IP地址或IP端点变化时，没有通知服务消费者的自动处理。

与包括两种4G服务端点的网络体系架构相关联的另一个问题是无法主动发现和维护4G NF和与4G NF相关联的服务端点的IP地址信息。现有的4G服务端点发现过程要求每个消费者NF(4G或5G)直接联系DNS服务器来发现4G NF并检测4G NF状态信息的变化。要求每个消费者NF直接与DNS服务器通信可能会给消费者NF带来负担，因为消费者NF必须维护与DNS响应到期时段对应的计时器，并在发生DNS响应到期时重新查询DNS服务器。此外，目前DNS没有为消费者NF提供检测4G NF何时扩大、缩小的机制。另外，当DNS服务器出现故障、扩大或缩小时，每个消费者NF必须进行重新配置。

鉴于这些和其它挑战，需要改进的方法和非暂态介质来主动发现和维护4G服务端点的地址信息。

发明内容

一种用于发现和跟踪与4G服务端点相关联的地址的方法，包括从请求节点接收包括4G服务端点的完全限定域名(FQDN)的第一域名系统(DNS)解析或监视请求。该方法还包括使用来自第一DNS解析或监视请求中的FQDN来查询DNS服务器。该方法还包括从DNS服务器接收包括与4G服务端点相关联的地址的第一响应并且将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中。该方法还包括将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点。该方法还包括针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN。该方法还包括向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。

根据本文描述的主题的一方面，接收第一DNS解析请求包括从Diameter中继代理(DRA)或服务通信代理(SCP)接收第一DNS解析请求。

根据本文描述的主题的另一方面，接收第一DNS解析请求包括从4G或5G消费者NF接收第一DNS解析请求。

根据本文描述的主题的又一方面，接收第一DNS解析请求包括在由DNS发现器微服务提供的代表性状态转移(REST)服务器接口处接收第一DNS解析请求。

根据本文描述的主题的又一方面，查询DNS服务器包括从与消费者NF或SCP和DNS服务器分离的DNS发现器微服务查询DNS服务器。在这种场境下，“与…分离”意味着DNS发现器微服务是在与需要解析域名的消费者NF或SCP分离的并且也与托管DNS服务器的计算平台分离的计算平台上实现的。在替代实施方式中，DNS发现器微服务可以在与消费者NF或SCP相同的计算平台上实现。

根据本文描述的主题的又一方面，存储与生产者NF服务相关联的地址包括将地址连同从DNS服务器接收到的每个地址的生存时间一起存储在DNS发现器微服务本地的数据库中。

根据本文描述的主题的又一方面，对于当存储在数据库中的记录中时连同生存时间值一起从DNS服务器接收的每个地址，针对在生存时间字段中接收到的时间段启动计时器。

根据本文描述的主题的又一方面，监视FQDN包括：检测在数据库中存储与生产者NF服务相关联的地址的记录的到期；响应于检测到该记录到期，使用FQDN来查询DNS服务器；从DNS服务器接收第二响应；将第二响应中的地址与存储在数据库中的记录中的地址进行比较；以及响应于第二响应中的地址与存储在数据库中的记录中的地址不同，确定与FQDN相关联的地址的变化已经发生。

根据本文描述的主题的又一方面，4G服务端点包括与4G演进分组核心(EPC)网络节点相关联的端点。

根据本文描述的主题的另一方面，4G EPC网络节点包括服务网关(S-GW)、归属订户服务器(HSS)、离线计费系统(OFCS)、在线计费系统(OCS)、移动性管理实体(MME)、策略和计费规则功能(PCRF)、分组网关(P-GW)和其它4G NF中的一个。

根据本文描述的主题的又一方面，针对地址的变化监视FQDN包括针对地址的变化持续监视FQDN，直到响应于来自请求节点的停止监视FQDN的消息而停止。

根据本文描述的主题的又一方面，来自请求节点的停止监视FQDN的消息包括第二DNS解析请求，该第二DNS解析请求包括DELETE方法类型，并且作为响应，停止监视FQDN。

根据本文描述的主题的又一方面，DNS发现器微服务包括用于从请求节点停止监视FQDN的代表性状态转移(REST)服务器接口。

根据本文描述的主题的又一方面，一种用于发现和跟踪生产者网络功能(NF)服务端点的系统包括计算平台，该计算平台包括至少一个处理器。该系统还包括位于计算平台上并由所述至少一个处理器实现的域名系统(DNS)发现微服务，用于从请求节点接收包括4G服务端点的完全限定域名(FQDN)的第一域名系统(DNS)解析或监视请求、使用4G服务端点的FQDN来查询DNS服务器、从DNS服务器接收第一响应，该第一响应包括与4G服务端点相关联的地址、将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中、将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点、针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN、以及向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。

根据本文描述的主题的又一方面，DNS发现器微服务被配置为从Diameter中继代理(DRA)或服务通信代理(SCP)接收第一DNS解析请求。

根据本文描述的主题的又一方面，DNS发现器微服务被配置为来自4G或5G消费者NF的第一DNS解析请求。

根据本文描述的主题的又一方面，DNS发现器微服务包括用于从请求节点接收第一DNS解析请求的代表性状态转移(REST)服务器接口。

根据本文描述的主题的又一方面，计算平台和DNS发现器微服务与请求节点和DNS服务器分离。

根据本文描述的主题的另一方面，数据库是DNS发现器微服务本地的。

根据本文描述的主题的又一方面，DNS发现器微服务包括DNS记录变化发现器，用于通过以下操作执行FQDN的监视：检测数据库中存储与5G服务端点相关联的地址的记录的到期；响应于检测到该记录到期，使用FQDN来查询DNS服务器；从DNS服务器接收第二响应；以及将第二响应中的地址与存储在数据库中的记录中的地址进行比较；响应于第二响应中的地址与存储在数据库中的记录中的地址不同，确定与FQDN相关联的地址已经发生变化。

根据本文描述的主题的又一方面，DNS记录变化发现器被配置为针对与FQDN相关联的地址的变化持续监视FQDN，直到响应于来自请求节点的停止监视FQDN的消息而停止。

根据本文描述的主题的又一方面，提供了一种具有存储在其上的可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由计算机的处理器执行时，控制计算机执行步骤。这些步骤包括从请求节点接收包括4G服务端点的完全限定域名(FQDN)的第一域名系统(DNS)解析或监视请求。这些步骤包括使用第一DNS解析或监视请求中的4G服务端点的FQDN来查询DNS服务器。这些步骤还包括从DNS服务器接收第一响应，该响应包括与4G服务端点相关联的地址。这些步骤还包括将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中。这些步骤还包括将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点。这些步骤还包括针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN。这些步骤还包括向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。这些步骤还可以包括在本文中描述的步骤在任何组合中的任何一个或多个步骤。

本文描述的主题可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。由此，如本文使用的术语“功能”、“节点”或“模块”是指用于实现所描述的特征的硬件，其还可以包括软件和/或固件组件。在一个示例性实施方式中，本文描述的主题可以使用具有存储在其上的计算机可执行指令的计算机可读介质来实现，该指令在由计算机的处理器执行时，控制计算机执行步骤。适用于实现本文描述的主题的示例性计算机可读介质包括非暂态计算机可读介质，诸如盘存储设备、芯片存储器设备、可编程逻辑设备和专用集成电路。此外，实现本文描述的主题的计算机可读介质可以位于单个设备或计算平台上，或者可以分布在多个设备或计算平台上。

附图说明

现在将参考附图解释本文描述的主题，其中：

图1A是图示示例性5G网络体系架构的网络图；

图1B图示了具有两个不同公共陆地移动网络(PLMN)的示例性4G演进分组核心(EPC)网络体系架构；

图2是图示5G生产者NF服务实例和由5G生产者NF服务实例暴露的服务端点之间通过服务通信代理进行负载平衡的网络图；

图3是图示DNS发现器微服务的网络图，该DNS发现器微服务使消费者NF或SCP能够发现与生产者NF服务端点相关联的地址信息；

图4是图示用于使用DNS发现器微服务获得生产者NF服务端点的地址信息的示例性消息传递的调用流程图；

图5是图示使用DNS发现器微服务的DNS变化监视和控制流程的调用流程图；

图6是图示使用DNS发现器微服务的停止DNS调用流程的调用流程图；

图7是图示实现DNS发现器微服务的网络节点的框图；以及

图8是图示使用DNS发现器微服务来发现和监视与5G和非5G服务端点相关联的地址信息的示例性处理的流程图。

具体实施方式

本文描述的主题涉及用于发现和主动跟踪与4G服务端点相关联的地址信息的方法、系统和计算机可读介质。图1A是图示示例性5G系统网络体系架构的框图。图1A中的体系架构包括NRF 100和SCP 101，它们可以位于同一家庭公共陆地移动网络(HPLMN)中。如上所述，NRF 100可以维护可用的生产者NF服务实例及其支持的服务的简档，并允许消费者NF或SCP订阅和被通知新的/更新的生产者NF服务实例的注册。SCP 101还可以支持服务发现和生产者NF的选择。此外，SCP 101可以对消费者和生产者NF之间的连接进行负载平衡。

NRF 100是NF简档的储存库。为了与生产者NF通信，消费者NF或SCP必须从NRF 100获得NF简档。NF简档是在3GPP TS29.510中定义的JSON数据结构。下面所示的表1图示了如在3GPP TS 29.510中定义的NF简档的属性。

表1：NF简档定义

如表1中所指示的，NF简档定义包括FQDN、IP版本4地址或IP版本6地址中的至少一个。但是，不要求NF简档包括与位于生产者NF服务实例上的生产者NF服务端点相关联的各个IP地址或IP端点。

在图1A中，节点中的任何节点(SCP 101和NRF 101除外)都可以是消费者NF或生产者NF，具体取决于它们是请求服务还是提供服务。在图示的示例中，节点包括在网络中执行策略相关操作的策略控制功能(PCF)102、管理用户数据的用户数据管理(UDM)功能104和提供应用服务的应用功能(AF)106。图1A中所示的节点还包括会话管理功能(SMF)108，其管理接入和移动性管理功能(AMF)110和PCF 102之间的会话。AMF 110执行与4G网络中由移动性管理实体(MME)执行的移动性管理操作类似的移动性管理操作。认证服务器功能(AUSF)112为诸如UE 114之类的寻求接入网络的用户装备(user equipment,UE)执行认证服务。

网络切片选择功能(NSSF)116为寻求访问与网络切片相关联的特定网络能力和特性的设备提供网络切片服务。网络暴露功能(NEF)118为寻求获得关于物联网(IoT)设备和附接到网络的其它UE的信息的应用功能提供应用编程接口(API)。NEF 118执行与4G网络中的服务能力暴露功能(SCEF)类似的功能。

无线电接入网络(RAN)120经由无线链路将UE 114连接到网络。可以使用g-NodeB(gNB)(图1A中未示出)或其它无线接入点来接入无线电接入网络120。用户平面功能(UPF)122可以支持用户平面服务的各种代理功能。这种代理功能的一个示例是多路径传输控制协议(MPTCP)代理功能。UPF 122还可以支持可以由UE114使用以获得网络性能测量的性能测量功能。图1A中还图示了数据网络(DN)124，UE通过该数据网络访问数据网络服务(诸如互联网服务)。

可以使用本文描述的DNS发现器微服务(DNS discoverer micro-service)来跟踪与驻留在图1A中所示的提供服务的任何NF上的服务端点相关联的地址信息。此外，在给定FQDN下提供服务的非5G服务端点可以被本文描述的DNS发现微服务发现和跟踪。因此，本文所使用的术语“生产者NF服务端点”旨在指代存在于任何5G或非5G服务提供商节点上的服务端点。非5G服务提供商节点包括3G、4G或下一代(post-5G)对应节点和非3GPP服务提供商节点。

如上所述，生产者NF向NRF注册他们的NF简档。消费者NF可以通过从NRF获得NF简档来发现已注册以提供特定服务的生产者NF。消费者NF可以直接与NF服务生产者NF通信。替代地，消费者NF可以经由SCP与生产者NF间接通信。在直接通信模式下，消费者NF通过本地配置或经由NRF执行目标生产者NF的发现。然后消费者NF直接与目标服务生产者NF通信。在间接通信模式下，消费者NF向SCP发送服务请求消息，并且SCP可以代表消费者NF执行生产者NF的服务发现和选择。在直接或间接通信模式下，本文描述的DNS发现器微服务可以接收来自消费者NF或来自SCP的DNS解析请求、代表消费者NF或SCP查询DNS服务器、向消费者NF或SCP传送与生产者NF服务端点相关联的地址信息、以及针对与FQDN相关联的地址的变化持续监视在DNS解析请求中接收到的FQDN。

图1B图示了具有两个不同公共陆地移动网络(PLMN)的示例性4G演进分组核心(EPC)网络体系架构。在图1B中，图示了PLMN A 150和PLMN B 152。PLMN A 150包括多个EPC网络节点。在图示的示例中，EPC网络节点包括服务网关(S-GW)154、归属订户服务器(HSS)156、离线计费系统(OFCS)158、在线计费系统(OCS)160、其它NF 162、移动性管理实体(MME)164、策略和计费规则功能(PCRF)166和分组网关(P-GW)168。PLMN 152还可以包括4G NF170，其可以包括PLMN 150中所示的任何MNF。

寻求从4G NF 154-170或4G NF 154-170上的服务端点获得服务的网络节点依赖DNS服务172以用于服务发现以及监视IP地址的变化。当消费者(可以包括图1A或1B中所示的任何NF)寻求从4G服务端点获得服务时，消费者依赖DNS来确定端点的IP地址。使用DNS减少了对于使用4G服务端点的IP地址来手动配置服务消费者的需要，并在FQDN到IP地址的映射变化时帮助将流量从NF的一个实例迁移到另一个实例，因为DNS可以适度地(gracefully)处理此类变化。DNS响应可以包括每个IP端点的可以基于可选的优选项进行设置的权重因子。在FQDN解析为识别多个NF实例的多个IP地址的情况下，NF可以进行负载平衡。例如，如果在网络上安装了P-GW的新实例，那么将倾向于选择新的P-GW以尝试将流量平衡到现有的P-GW实例。DNS响应包括接收到的IP端点/地址的有效性计时器。这些地址通常在该到期时段内被NF高速缓存和使用，以避免针对每个新请求进行DNS查询。在DNS到期时段内高速缓存IP地址映射比针对每个新服务请求重新查询DNS服务器节省了处理带宽和时延。

如上所述，使用DNS发现4G服务端点的这种方法面临的挑战包括以下事实：DNS响应存在到期时段，每个消费者NF必须跟踪该到期时段，以避免每个服务请求进行DNS查询。这给消费者NF带来了额外的负担来维护每个解析的IP地址的计时器。在目标NF扩大(即增加4G服务实例的数量)的情况下，在到期时会检测到附加的IP端点和地址，因为无法主动检测这种情况。在目标NF缩小或改变IP地址的情况下(在迁移的情况下)，不存在适度的方式来检测这种变化。到丢弃的IP地址的路由失败会触发DNS重新发现。DNS服务器也会因维护或扩大或缩小的原因而停止服务。发生这种情况时，依赖于DNS服务的所有NF实例都需要重新配置以与扩大或缩小的DNS实例通信。为了避免这些和其它困难，本文描述的主题包括DNS微服务，这将在下面更详细地描述。

图1A和1B中图示的体系架构中出现的一个问题是，服务通信代理、Diameter中继代理(DRA)或消费者NF可能没有足够的信息在驻留在4G NF服务实例上的服务端点之间进行负载平衡。图2图示了这个问题。参考图2，服务通信代理101或DRA 203驻留在4G或5G消费者NF 200和202与4G生产者NF 204和206之间。例如，如果消费者NF 200和202是4G NF，那么SCP 101或DRA 203将包括DRA功能，其包括基于消息中的Diameter层信息来路由Diameter消息，包括将此类消息分发到4G生产者NF 204和206。如果消费者NF 200和202是5G NF，那么SCP 101或DRA 203将包括SCP功能，其包括基于消息中的IP地址来路由5G消息。在任一情况下，SCP 101或DRA 203(以及消费者NF 200和202)可以利用本文描述的DNS发现微服务将FQDN解析为4G服务端点的IP地址，并针对FQDN和4G服务端点的IP地址之间的映射的变化监视FQDN。SCP或DRA 101和203也可以包括SCP和DRA功能两者。4G生产者NF204包括生产者NF服务端点204A和204B。4G生产者NF服务实例206包括生产者NF服务端点206A和206B。

在操作中，消费者NF 200和202连接到服务通信代理101或DRA 203，并且服务通信代理101或DRA 203对生产者NF服务端点之间的流量进行负载平衡。服务通信代理101或DRA203生产者NF服务端点用于根据上述NF简档(在5G情况下)或根据DNS(在4G情况下)和生产者NF 204和206已向NRF 100注册的NF服务内容(仅适用于5G情况)进行负载平衡。但是，如上所述，因为不需要注册与各个服务端点相关联的地址信息，因此由SCP 101或DRA 203执行的负载平衡可能不会在服务端点之间均匀地平衡负载。

如上所述，在一种情况下，生产者NF服务实例可以仅在NF服务级别注册完全限定域名(fully qualified domain name)。在另一种情况下，可以不在NF服务级别注册IP端点和完全限定域名，并且可以在NF实例级别仅注册完全限定域名。在这些情况中的任一种情况下，服务通信代理都缺乏足够的信息来进行适当的负载平衡。

消费者NF、DRA或服务通信代理可以直接由NF服务或NF服务实例通过DNS-SRV记录来确定服务实例的IP端点。在另一个示例中，IP地址可以被NF服务或NF服务实例通过DNSA/AAAA记录暴露，并且端口被取作SCP配置。

当任何NF注册或更新注册时，消费者NF、DRA或SCP需要知道生产者NF服务端点的地址。当IP地址或IP端点变化而没有任何NF简档或NF服务更新时，还需要知道生产者NF服务端点的地址。消费者NF、DRA或SCP需要为了持续路由和负载平衡的目的跟踪这些变化。本文描述的DNS发现器微服务发现生产者NF服务端点的地址并针对与FQDN相关联的地址的变化来监视FQDN。

如上所述，DNS发现器(DNS-D)微服务解决了与服务端点的发现和跟踪相关联的至少一些问题。DNS发现器微服务查询DNS服务器以获得生产者NF服务端点的地址信息，并且将该信息提供给SCP、DRA或消费者NF。图3是图示包括DNS发现器微服务的网络体系架构的网络图。参考图3，DNS发现器微服务300可以在与SCP/DRA微服务或消费者NF 302分离或相同的计算平台上实现。DNS发现器微服务300包括与外部DNS服务器306对接的DNS发现器DNS客户端304。DNS发现器微服务300还包括在持久性数据库310中维护NF服务端点信息的数据库适配器308。DNS发现器微服务300包括DNS发现器服务器接口312，该接口将DNS发现器微服务暴露给SCP/DRA微服务或消费者NF 302或非5G服务消费者。在图示的示例中，服务器接口312是与由SCP/DRA微服务或消费者NR302提供的REST客户端314对接的代表性状态转移(REST)接口。DNS发现器微服务300还包括与SCP/DRA微服务或消费者NF 302的服务器接口318对接的DNS发现器REST客户端316。

DNS发现器微服务300可以用于解决上述(一个或多个)挑战。在一个示例中，DNS发现器微服务300可以暴露REST/HTTP接口以侦听来自SCP、DRA、4G或5G NF、或任何其它(一个或多个)服务消费者的DNS解析/监视请求。(一个或多个)消费者将DNS请求作为带有回调(callback)统一资源指示符(URI)的HTTP POST消息发送，其中预期DNS响应。作为异步服务，DNS发现器微服务300发送回201创建的消息，其指示请求被接受。DNS发现器微服务300使用请求的FQDN来查询外部DNS服务器。在从这些外部DNS服务器获得成功的DNS解析之后，DNS发现器微服务300向作为HTTP PUT请求的DNS解析请求中接收到的回调URI发送DNS响应。DNS发现器微服务300将来自(一个或多个)外部DNS服务器的DNS查询响应和(在来自DNS服务器的响应中接收到的)生存时间(TTL)进行高速缓存/存储以启用DNS变化监视(下面讨论)。

DNS发现器微服务300在DNS查询响应中接收到的TTL内持续监视(直到停止)所有请求的FQDN。来自外部DNS服务器的DNS响应在每次迭代时都与存储的响应进行匹配。在回调URI中向消费者指示差异，作为HTTP PUT请求。(一个或多个)消费者可以通过向DNS发现微服务300发送HTTP DELETE(删除)请求消息来选择停止监视。

图4是图示由DNS发现器微服务300执行的DNS请求服务的调用流程图。DNS发现器微服务300包括上面关于图3图示和描述的组件。除了图3中所示的组件之外，DNS发现器微服务300包括DNS记录变化发现器400，该DNS记录变化发现器在DNS查询响应中接收到的生存时间值内监视请求的完全限定域名、在TTL已到期时重新查询DNS服务器306、以及将已解析IP地址或IP端点的变化传送给消费者NF、SCP或非5G服务消费者。

参考图4中的调用流程，在行(line)1中，DNS消费者(诸如SCP/DRA微服务或消费者NF 302)向DNS发现器微服务300的服务器接口发送DNS解析请求。DNS解析请求包括要解析的FQDN、DNS查询类型，其中查询类型指示IP地址或IP端点、cookie标识符、以及用于在DNS发现器REST客户端316上发送给发出查询的DNS消费者的针对DNS响应和更新的回调URI。

在调用流程图的行2中，DNS发现器服务器接口312发送指示请求已被接收和接受的响应。

在调用流程图的行3中，DNS发现器微服务300的DNS客户端组件304向外部DNS服务器306发送查询以解析DNS解析请求中的完全限定域名。

在调用流程图的行4中，DNS服务器306以对DNS查询的响应来响应DNS客户端304。该响应可以包括一个或多个IP地址或IP端点，这些IP地址或IP端点驻留在与DNS查询中的FQDN对应的生产者NF服务实例上。

在调用流程图的行5中，DNS客户端组件304将IP地址或IP端点信息传送到DNS发现器数据库适配器308，并且DNS发现器数据库适配器308将响应转发到持久性数据库310。响应包括来自DNS解析请求的完全限定域名、解析的IP地址(或IP地址和端口，具体取决于响应的类型)和到期时间，该到期时间是在查询响应中接收到的DNS资源记录的所有TTL值中的最小TTL值。

在行6中，DNS发现器数据库适配器308向DNS发现器REST客户端316发送指示已创建数据库记录的消息，并且DNS发现器客户端316将DNS响应发送到SCP微服务或消费者NF302。针对在请求中接收到的回调URI发送DNS响应。在行7中，SCP/DRA微服务或消费者NF302向DNS发现器REST客户端316发送200OK响应。

DNS记录变化发现器400检测与被监视FQDN对应的解析IP地址或IP端点的变化。DNS记录变化发现器400可以定期地从存储装置中获取所有DNS记录并且识别在DNS查询响应中接收到的TTL已经过去的任何记录。对于TTL已经过去的每个记录，DNS记录变化发现器400可以重新查询外部DNS服务器以确定任何变化。如果已经发生任何变化，那么无需进一步动作。如果已经发生变化，那么DNS记录变化发现器400可以通过对在原始DNS请求中接收到的回调URI的REST/HTTP PUT请求来通知订阅给定服务的消费者NF或SCP。图5是图示DNS变化监视调用流程的调用流程图。参考图5，在行1中，DNS记录变化发现器400计算当前时间戳。在行2中，DNS记录变化发现器400向持久性数据库310查询具有已经过去的TTL或到期时间的所有记录。在调用流程图的行3中，持久性数据库310将具有过去的调用流程的DNS记录返回到DNS记录变化发现器400。

在调用流程图的行4中，DNS记录变化发现器400向DNS发现器客户端304通知TTL已经过去的每个FQDN。在行5中，DNS发现器客户端304针对TTL已经过去的每个FQDN查询外部DNS服务器306。在调用流程图的行6中，DNS发现器DNS客户端304接收针对在行5中查询的每个FQDN的DNS查询响应。在行7中，DNS发现器DNS客户端304向DNS记录变化发现器通知在行6中在响应中接收到的IP地址或IP端点。DNS记录变化发现器400确定接收到的IP地址或IP端点是否与每个FQDN的存储数据匹配。如果IP地址或IP端点匹配，那么DNS记录变化发现器400一方不需要采取进一步动作。但是，如果IP地址或IP端点不匹配，那么在行8中，DNS记录变化发现器400将变化的IP地址或IP端点传送到DNS发现器REST客户端316。DNS发现器REST客户端316使用对在原始请求中接收到的回调URI的HTTP put请求向SCP/DRA微服务或消费者NF 302通知IP地址或IP端点的变化。在调用流程图的行9中，SCP/DRA微服务或消费者NF302对行8中的DNS响应的接收进行确认。

DNS发现器微服务300执行的另一个操作是停止DNS监视(例如当4G或5G消费者NF、DRA或SCP向DNS发现器微服务300通知4G或5G消费者NF、DRA或SCP期望停止监视给定的FQDN时)。图6图示了这样的调用流程。参考图6中的调用流程，在行1中，DRA/SCP微服务或消费者NF 302发送带有要解析的FQDN的DNS解析请求，但指定停止针对FQDN的DNS监视的delete方法。在调用流程图的行2中，DNS发现器服务器接口312响应客户端，指示请求已被接受。在调用流程图的行3中，DNS发现器服务器接口312向DNS发现器数据库适配器308通知消费者期望停止监视FQDN。DNS发现器数据库适配器308向持久性数据库310发送消息以从持久性数据库310中移除或更新与原始DNS解析请求中指定的FQDN和通知URL对应的记录。行3中的消息将使DNS记录变化发现器400停止针对该特定消费者的FQDN重新查询DNS服务器306。

图7是图示包括DNS发现器微服务300的计算平台的示例性体系架构的框图。参考图7，计算平台700包括至少一个处理器702和存储器704。DNS发现器微服务300可以通过实施在存储器704中的可执行指令来实现。在图示的示例中，DNS发现器微服务300包括DNS发现器服务器接口312、DNS发现器DNS客户端304、DNS发现器REST客户端316、DNS发现器数据库适配器308和DNS记录变化发现器400。持久性数据库310也可以驻留在计算平台700中，用于存储用于解析的FQDN的IP地址或IP端点。

图8是图示用于主动发现和跟踪与5G和非5G服务端点相关联的地址信息的示例性处理的流程图。参考图8，在步骤800中，从请求节点(requesting node)接收DNS解析或监视请求。例如，DNS发现器微服务300可以从DNS发现器消费者(诸如SCP、DRA、4G NF或5G NF)接收具有FQDN的DNS解析或监视请求。DNS解析或监视请求可以包括4G服务端点的FQDN。

在步骤802中，使用DNS解析请求中的FQDN来查询DNS服务器。例如，DNS发现器微服务300可以使用从DNS发现器消费者接收到的DNS请求中的FQDN来查询外部DNS服务器306。

在步骤804中，从DNS服务器接收DNS响应，并且在步骤806中，4G服务端点的地址被存储在DNS发现器数据库中(即，在持久性数据库310中)。例如，DNS发现器微服务300可以从DNS服务器306接收DNS响应并将与生产者NF服务端点相关联的IP地址或IP端点存储在数据库310中。在一个示例中，来自DNS发现器微服务300的DNS解析请求可以是DNS-A解析请求，并且DNS服务器306可以返回与和FQDN相关联的一个或多个服务端点对应的一个或多个IPv4地址。在另一个示例中，DNS解析请求可以是DNS-AAAA请求，并且DNS服务器306可以返回与和FQDN相关联的一个或多个服务端点对应的一个或多个IPv6地址。在又一个示例中，DNS解析请求可以是DNS-SRV请求，并且DNS服务器可以返回与和FQDN相关联的一个或多个服务端点对应的(一个或多个)IP地址和(一个或多个)端口号。

在步骤808中，向请求节点发送DNS响应。例如，DNS发现器微服务300可以向请求节点发送响应，该响应包括与在来自DNS服务器306的DNS响应中接收到的生产者NF服务端点相关联的地址。

在步骤810中，针对地址的变化监视DNS发现器数据库中的FQDN。例如，DNS记录变化发现器400可以针对其TTL在数据库310中已到期的每个FQDN来查询外部DNS服务器306以确定任何IP地址或IP端点变化。

在步骤812中，向请求节点通知与FQDN相关联的IP地址或IP端点的任何变化。例如，DNS记录变化发现器400可以将检测到的与SCP/DRA微服务或消费者NF 302已查询DNS发现器微服务300的FQDN相关联的(一个或多个)IP地址或IP端点的任何变化通知给SCP/DRA微服务或消费者NF 302。

因此，本文描述的主题包括发现与4G服务端点相关联的IP地址或IP端点并且针对此类地址的变化监视FQDN的DNS发现器微服务。此类服务的一个优点是，4G和5G消费者NF、DRA和SCP不需要针对与服务相关联的IP地址或IP端点的变化来发现或主动监视4G NF。消费者NF、DRA或SCP只需要了解服务的FQDN并将FQDN传送给DNS发现器微服务。此外，由于DNS发现器微服务针对IP地址或IP端点的变化主动监视FQDN，因此诸如DRA、SCP以及4G和5G消费者NF之类的节点的负载平衡将在生产者NF服务端点之间更均匀地分布。

将理解的是，在不脱离当前公开的主题的范围的情况下，当前公开的主题的各种细节可能变化。此外，前述描述仅用于说明的目的，而非用于限制的目的。

Claims (20)

1.一种用于发现和跟踪与4G服务端点相关联的地址的方法，所述方法包括：

从请求节点接收包括4G服务端点的完全限定域名(FQDN)的第一域名系统(DNS)解析或监视请求；

使用从第一DNS解析或监视请求中提取的4G服务端点的FQDN来查询DNS服务器；

从DNS服务器接收第一响应，该第一响应包括与和FQDN相关联的4G服务端点相关联的地址；

将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中；

将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点；

针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN；以及

向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。

2.如权利要求1所述的方法，其中从请求节点接收第一DNS解析或监视请求包括从Diameter中继代理(DRA)或服务通信代理(SCP)接收第一DNS解析或监视请求。

3.如权利要求1所述的方法，其中从请求节点接收第一DNS解析或监视请求包括从4G或5G消费者NF接收第一DNS解析或监视请求。

4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中查询DNS服务器包括从与请求节点和DNS服务器分离的DNS发现器微服务查询DNS服务器。

5.如权利要求4所述的方法，其中存储与4G服务端点相关联的地址包括将所述地址存储在DNS发现器微服务本地的数据库中。

6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中监视FQDN包括：

检测数据库中存储与4G服务端点相关联的地址的记录的到期；

响应于检测到所述记录到期，使用FQDN来查询DNS服务器；

从DNS服务器接收第二响应；

将第二响应中的地址与存储在数据库中的记录中的与FQDN相关联的地址进行比较；以及

响应于第二响应中的地址不同于存储在数据库中的记录中的与FQDN相关联的地址，确定与FQDN相关联的地址已经发生变化。

7.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中针对地址的变化监视FQDN包括针对地址的变化持续监视FQDN，直到响应于来自请求节点的停止监视FQDN的消息而停止。

8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中4G服务端点包括与4G演进分组核心(EPC)网络节点相关联的端点。

9.如权利要求8所述的方法，其中4G EPC网络节点包括服务网关(S-GW)、归属订户服务器(HSS)、离线计费系统(OFCS)、在线计费系统(OCS)、移动性管理实体(MME)、策略和计费规则功能(PCRF)和分组网关(P-GW)中的一个。

10.一种用于发现和跟踪与4G服务端点相关联的地址的系统，所述系统包括：

计算平台，包括至少一个处理器；以及

域名系统(DNS)发现微服务，位于所述计算平台上并由所述至少一个处理器实现，用于从请求节点接收第一域名系统(DNS)解析或监视请求、使用来自第一DNS解析或监视请求中的4G服务端点的完全限定域名(FQDN)来查询DNS服务器、从DNS服务器接收第一响应，该第一响应包括与和FQDN相关联的4G服务端点相关联的地址、将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中、将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点、针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN、以及向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。

11.如权利要求10所述的系统，其中DNS发现器微服务被配置为从Diameter中继代理(DRA)或服务通信代理(SCP)接收第一DNS解析或监视请求。

12.如权利要求10所述的系统，其中DNS发现器微服务被配置为从4G或5G消费者NF接收第一DNS解析或监视请求。

13.如权利要求10至12中的任一项所述的系统，其中DNS发现器微服务包括用于从请求节点接收第一DNS解析或监视请求的代表性状态转移(REST)服务器接口。

14.如权利要求10至13中的任一项所述的系统，其中计算平台和DNS发现器微服务与请求节点和DNS服务器分离。

15.如权利要求14所述的系统，其中数据库是DNS发现器微服务本地的。

16.如权利要求10至15中的任一项所述的系统，其中DNS发现器微服务包括用于通过以下操作执行FQDN的监视的DNS记录变化发现器：

检测在数据库中存储与4G服务端点相关联的地址的记录的到期；

响应于检测到所述记录到期，使用FQDN来查询DNS服务器；

从DNS服务器接收第二响应；

将第二响应中的地址与存储在数据库中的记录中的与4G服务端点相关联的地址进行比较；以及

响应于第二响应中的地址不同于存储在数据库中的记录中的与4G服务端点相关联的地址，确定与FQDN相关联的地址已经发生变化。

17.如权利要求10至15中的任一项所述的系统，其中DNS记录变化发现器被配置为针对地址的变化持续监视FQDN，直到响应于来自请求节点的停止监视FQDN的消息而停止。

18.如权利要求10至17中的任一项所述的系统，其中4G服务端点包括与4G演进分组核心(EPC)网络节点相关联的端点。

19.如权利要求18所述的系统，其中4G EPC网络节点包括服务网关(S-GW)、归属订户服务器(HSS)、离线计费系统(OFCS)、在线计费系统(OCS)、移动性管理实体(MME)、策略和计费规则功能(PCRF)和分组网关(P-GW)中的一个。

20.一种具有存储在其上的可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在被计算机的处理器执行时，控制所述计算机执行包括以下的步骤：

从请求节点接收包括4G服务端点的完全限定域名(FQDN)的第一域名系统(DNS)解析或监视请求；

使用第一DNS解析或监视请求中的4G服务端点的FQDN来查询DNS服务器；

从DNS服务器接收第一响应，该第一响应包括与4G服务端点相关联的地址；

将与4G服务端点相关联的地址存储在数据库中；

将与4G服务端点相关联的地址传送给请求节点；

针对与FQDN相关联的地址的变化监视FQDN；以及

向请求节点通知与FQDN相关联的地址的变化。

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