CN114727278B - 一种单个nrf网元的地址变更方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单个NRF网元的地址变更方法，通过在NRF变更前修改将要变更的地址和相关信息下发给其他有联系的NF网元，提前通知变更时间和备用地址，NF网元做出智能判断，最后完成变更。其中相关信息包括：NRF将支持的切片，NRF将支持的网元类型，不再支持的网元类型有关备用NRF地址等。通过管理NRF变更，在使用很少资源下，实现NRF变更智能管理。为了让每个5G核心网管理更加方便和快捷，NRF网元可以灵活更换，不影响其他网元正常工作，实现快速和平滑NRF升级扩容和更换等。

Description

一种单个NRF网元的地址变更方法及装置

技术领域

本发明涉及5G网络领域，尤其是一种基于单个NRF网元的地址变更方法及装置。

背景技术

在5G网络中，目前有的5G核心网(简称5GC)，其中5G核心网，对网元的查找和分配多依赖NRF网元，NRF管理其他网元的注册信息，和NF网元变更。当前NRF管理着往NRF注册的网元NF，这些已经注册的NF通过对应的接口可以向NRF获取自己想要的网元信息，从而实现各种复杂的业务。而NRF自身的变更管理没有明确的方法，如果只有一套NRF的ip变化或NRF的DNS变化，其他网元可能都要重新配置NRF的ip或DNS，工作量大。现有的5G核心网，需要统一的NRF网元来管理网元的注册，而对NRF自身的管理没有很好的处理办法，必须依靠其他NRF协助管理，所以需要一套管理方法对NRF自身进行自动管理，特别是只有一个NRF的情况下，实现高效率的重建5G核心网。

在目前公开的专利方案中，还有一种服务器端地址变更处理方法，如专利公开号为CN103618808A，发明名称为“一种服务器端地址变更处理方法、装置和系统”中所述：在变更服务器端地址之前，向与服务器端连接的客户端发送携带服务器端的新地址的客户端迁移消息，使得：客户端在接收到所述客户端迁移消息之后，从所述客户端迁移消息中获取服务器端的新地址并保存；在服务器端地址变更成功之后，客户端根据本地保存的服务器端的新地址，重新建立与服务器端的连接。该方法不适合通信领域高可靠性要求，只是简单下发地址，没有支持定时切换和失败回退,NF也不能选择合适NRF，也不适合NRF使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的技术方案能够解决现有的企业安全管理软件不能实现，在服务器端的IP地址变更之后，通知客户端进行迁移，以保证客户端在线，接受控制中心管理的问题。

一种单个NRF网元的地址变更方法，包括如下步骤：

当一个NRF需要变更地址时，配置变更参数；其中，变更参数包括：将要变更的地址，切换时间，设置尝试次数，服务的切片和支持的网元类型，其他有关切片的NRF地址，失败回退的备用地址。

将所述的变更参数下发给目前连接NRF各NF网元；其中，各NF网元包括：AMF网元、SMF网元、UPF网元、UDM网元、PCF网元，以及其他通用NF网元。

各NF网元存下发来的参数，包括：新NRF地址和统一切换时间，与自身有关的切片NRF地址，备用NRF地址。

布置新的NRF，具体为：添加使用新地址，或在切换时间前把现有的NRF修改到新地址；若新的NRF有问题或新地址有问题，则保持旧NRF开启或用回旧地址。

各NF网元检测时间，到达切换时间后，统一切换连接新NRF地址。

若达到尝试次数还无法连接新地址，则判定NF网元连接新NRF地址有问题，连接备用NRF地址。

进一步地，参数同时下发给各网元，不分先后，和顺序无关。

具体流程为：NRF发送参数给各个NF网元，NF网元收到保存成功，则回复成功确认消息到NRF。

若在指定时间内NRF没有收到确认消息，则重新发送；若重复发送三次都未在指定时间内收到确认消息，则判定为参数发送失败，对该次发送失败进行记录，记录为发送超时失败。

若NF网元接收到参数信息，但是信息内容错误或保存失败，则回复NRF失败信息，NRF收到失败信息，并将失败信息进行记录保存。

操作人员根据NRF记录保存的失败信息来排查失败的原因，解决发送参数过程中出现的问题，确保各网元都成功收到并保存变更参数信息。

进一步地，上述流程采用私有协议流程进行通信。

本发明还提出一种单个NRF网元的地址变更装置，包括：

变更参数配置模块：用于配置变更参数，其中，变更参数包括：将要变更的地址，切换时间，设置尝试次数，服务的切片和支持的网元类型，其他有关切片的NRF地址，失败回退的备用地址；

变更参数下发模块，用于将所述的变更参数下发给目前连接NRF各NF网元；

参数保存模块，用于保存NRF下发来的参数；

参数切换模块，用于在切换时间前布置新的NRF，到达切换时间后，统一切换连接新NRF地址；如果切换成功，连接新NRF上更新自己的状态；后面保持5GC正常流程运行；

NF网元若达到尝试次数还无法连接新地址，则判定NF网元连接新NRF地址有问题，连接备用NRF地址。

本发明的有益效果在于：

1.目前5G核心网配置复杂，依赖NRF网元选择相关网元，NRF网元很重要，对NRF网元实现全网通知更换时间和连接的新地址信息，可实现智能配置更新，通过管理NRF变更，在使用很少资源下，实现NRF变更智能管理。

2.其他5G核心网的网元根据NRF网元发表的信息，做出相应动作，定时接入和注册到新地址的NRF网元，实现快速智能切换，不影响通信业务。实现快速和平滑NRF升级扩容和更换等。

3.后备NRF地址，当新地址不能接入时，可以尝试后备地址接入NRF。或使用原NRF地址做为后备NRF地址，回退原NRF上注册，保证通信安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的各个NF网元接入NRF示意图；

图2是根据本申请实施例的单个NRF网元的地址变更方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在5GC中，每个节点成为网络功能(NF)，5G核心网由核心网网元组成，参见图1，为各个NF网元接入NRF的网络拓扑示意图，NRF与包括AMF、SMF、UPF、UDM、PCF、NRF以及其他通用NF的网元建立连接；

以下对主要网元进行说明：

AMF：接入和移动性管理，主要功能有：NAS(N1)信令(MM消息)的终结点，负责NAS消息的加密和完保、负责注册、接入、移动性、鉴权、透传短信等功能，此外在和EPS网络交互时还负责Eps Bearer Id的分配。AMF可以类比于4G的MME实体。

SMF：会话管理功能；主要功能有：NAS消息的SM消息的终结点；会话(session)的建立、修改、释放；UE IP的分配管理；DHCP功能；ARP代理或IPv6邻居请求代理(Ethnet PDU场景下)；为一个会话选择和控制UPF；计费数据的收集以及支持计费接口；决定一个会话的SSC模式；下行数据指示等；

UPF：用户平面功能；最主要的功能是负责数据包的路由转发、Qos流映射。其类似于4G下的GW(SGW+PGW)。

UDM：统一数据管理；负责的主要功能有：1)产生3gpp鉴权证书/鉴权参数；2)存储和管理5G系统的永久性用户ID(SUPI)；3)订阅信息管理；4)MT-SMS递交；5)SMS管理；6)用户的服务网元注册管理，例如当前为终端提供业务的AMF、SMF等。

PCF：策略控制功能；用于支持统一的策略框架去管理网络行为，提供策略规则给网络实体去实施执行，访问统一数据仓库(UDR)的订阅信息，PCF只能访问和其相同PLMN的NDR。

NRF：网络仓储功能，支持业务发现功能，也就是接收网元发过来的NF-Discovery-Request，然后提供发现的网元信息给请求方；维护可用网元实例的特征和其支持的业务能力；一个网元的特征参数主要有：网元实例ID、网元类型、PLMN、网络分片的相关ID(如S-NSSAI、NSI ID)、网元的IP或者域名、网元的能力信息、支持的业务能力名字，等等。

NF：网元通用名。

各网元独立对等，不存在服务端和客户端之分。

在现有技术中，5G核心网，对网元的查找和分配多依赖NRF网元，NRF管理其他网元的注册信息，和NF网元变更。当前NRF管理着往NRF注册的网元NF，这些已经注册的NF通过对应的接口可以向NRF获取自己想要的网元信息，从而实现各种复杂的业务。而NRF自身的变更管理没有明确的方法，如果只有一套NRF的ip变化或NRF的DNS变化，其他网元可能都要重新配置NRF的ip或DNS，工作量大。现有的5G核心网，需要统一的NRF网元来管理网元的注册，而对NRF自身的管理没有很好的处理办法，必须依靠其他NRF协助管理，所以需要一套管理方法对NRF自身进行自动管理，特别是只有一个NRF的情况下，实现高效率的重建5G核心网。

本发明实施例提出一种单个NRF网元的地址变更方法，包括如下步骤：

步骤S1：当一个NRF需要变更地址时，配置变更参数；其中，变更参数包括：将要变更的地址，切换时间，设置尝试次数，服务的切片和支持的网元类型，其他有关切片的NRF地址，失败回退的备用地址。

步骤S2：将步骤S1所述的变更参数下发给目前连接NRF各NF网元；其中，各NF网元包括：AMF网元、SMF网元、UPF网元、UDM网元、PCF网元，以及其他通用NF网元。

参数同时下发给各网元，不分先后和顺序无关。具体流程为：NRF发送参数给各个NF网元，NF网元收到保存成功，则回复成功确认消息到NRF。

若在指定时间内NRF没有收到确认消息，则重新发送；若重复发送三次都未在指定时间内收到确认消息，则判定为参数发送失败，对该次发送失败进行记录，记录为发送超时失败。

若NF网元接收到参数信息，但是信息内容错误或保存失败，则回复NRF失败信息，NRF收到失败信息，并将失败信息进行记录保存。

操作人员根据NRF记录保存的失败信息来排查失败的原因，解决发送参数过程中出现的问题，确保各网元都成功收到并保存变更参数信息。

上述流程采用私有协议流程进行通信。

步骤S3：所述步骤S2中的各NF网元保存下发来的参数，包括：新NRF地址、统一切换时间，与自身有关的切片NRF地址，备用NRF地址，可根据网元不同切片参数填写不同NRF地址、备用NRF地址。

对于根据网元不同切片参数填写不同NRF地址，例如现在是A地区5gc切片NRF管理的upf，需要将其划归B地区5gc切片NRF管理，则根据参数填写不同NRF地址。

为避免新NRF地址连接失败而导致的无法进行更新连接，启用备用NRF地址的方式，当新NRF地址因为种种原因无法进行连接时，使NF网元连接到备用NRF地址。

步骤S4：在切换时间前布置新的NRF，具体为：若无原有地址，则直接添加使用新地址，若原有旧地址，则在切换时间前把现有的NRF修改到新NRF地址；若新的NRF有问题或新地址有问题，则保持旧NRF开启或用回旧地址。

步骤S5：各NF网元检测时间，到达切换时间后，统一切换连接新NRF地址。如果切换成功，连接新NRF上更新自己的状态；后面保持5GC正常流程运行。

网络中的各NF网元通过检测时间，获取统一标准时间，在统一切换连接新NRF地址，实现了同步响应。

连接新NRF地址包括：各NF网元首先向新NRF发起查询，若新NRF响应查询信息，返回可否进行连接的信息，若返回可以进行连接的信息，则NF网元与新NRF建立连接；若返回无法连接的信息，则等待指定时间之后重新查询。若连续三次查询都无法建立连接，则返回连接失败的信息。

通过建立查询机制，在建立连接之前查询新NRF的状态，避免重复建立失败连接，减小网络占用。

步骤S6：NF网元若达到尝试次数还无法连接新地址，则判定NF网元连接新NRF地址有问题，连接备用NRF地址。

连接备用NRF地址方式同步骤S5中连接方式相同。

在本实施方式中，通过管理NRF变更，在使用很少资源下，实现NRF变更智能管理。为了让每个5G核心网管理更加方便和快捷，NRF网元可以灵活更换，不影响其他网元正常工作，实现快速和平滑NRF升级扩容和更换等。

本发明实现了：

1.5GC对NRF修改地址时能方便通知各NF网元，重新建立新连接。

2.5GC对NRF修改切片服务范围时能方便通知各NF网元，各NF自动选择适合的NRF。

3.5GC对NRF修改服务网元范围时能方便通知各NF网元，各NF自动选择适合的NRF。

4.5GC对NRF修改失败时，能有备用地址回退保证服务。

5.GC对NRF修改时，NF网元能在指定的时间点进行切换。

通过NRF配置地址、切片和网元服务范围的变更，指定时间切换，能让5GC各NF网元短时从新配置，提高5GC网元网络重构速度和智能化。同时对NRF本身的升级和更换，也能快速的实现。

本发明实施例还包括一种单个NRF网元的地址变更装置，包括：

变更参数配置模块：用于配置变更参数，其中，变更参数包括：将要变更的地址，切换时间，设置尝试次数，服务的切片和支持的网元类型，其他有关切片的NRF地址，失败回退的备用地址；

变更参数下发模块，用于将所述的变更参数下发给目前连接NRF各NF网元；

参数保存模块，用于保存NRF下发来的参数；

参数切换模块，用于在切换时间前布置新的NRF，到达切换时间后，统一切换连接新NRF地址；如果切换成功，连接新NRF上更新自己的状态；后面保持5GC正常流程运行；

NF网元若达到尝试次数还无法连接新地址，则判定NF网元连接新NRF地址有问题，连接备用NRF地址。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种单个NRF网元的地址变更方法，其特征在于，包括下述步骤：

当一个NRF需要变更地址时，配置变更参数；其中，变更参数包括：将要变更的地址，切换时间，设置尝试次数，服务的切片和支持的网元类型，其他有关切片的NRF地址，失败回退的备用地址；

将所述的变更参数下发给目前连接NRF各NF网元；

各NF网元保存NRF下发来的参数；

在切换时间前布置新的NRF；

各NF网元检测时间，到达切换时间后，统一切换连接新NRF地址；如果切换成功，连接新NRF上更新自己的状态；后面保持5GC正常流程运行；

NF网元若达到尝试次数还无法连接新地址，则判定NF网元连接新NRF地址有问题，连接备用NRF地址；

其中，所述变更参数下发流程包括：NRF发送参数给各个NF网元，NF网元收到保存成功，则回复成功确认消息到NRF；

若在指定时间内NRF没有收到确认消息，则重新发送；若重复发送三次都未在指定时间内收到确认消息，则判定为参数发送失败，对该次发送失败进行记录，记录为发送超时失败；

若NF网元接收到参数信息，但是信息内容错误或保存失败，则回复NRF失败信息，NRF收到失败信息，并将失败信息进行记录保存；

还包括：操作人员根据NRF记录保存的失败信息来排查失败的原因，解决发送参数过程中出现的问题，确保各网元都成功收到并保存变更参数信息。

2.根据权利要求1所述的单个NRF网元的地址变更方法，其特征在于，所述各NF网元包括：AMF网元、SMF网元、UPF网元、UDM网元、PCF网元，以及其他通用NF网元。

3.根据权利要求2所述的单个NRF网元的地址变更方法，其特征在于，所述参数同时下发给各网元，不分先后顺序。

4.根据权利要求1所述的单个NRF网元的地址变更方法，其特征在于，所述变更参数下发流程采用私有协议流程进行通信。

5.根据权利要求1所述的单个NRF网元的地址变更方法，其特征在于，根据网元不同切片参数填写不同NRF地址。

6.根据权利要求1所述的单个NRF网元的地址变更方法，其特征在于，所述布置新的NRF包括：若无原有地址，则直接添加使用新地址，若原有旧地址，则在切换时间前把现有的NRF修改到新NRF地址。

7.一种单个NRF网元的地址变更装置，其特征在于，包括：

变更参数配置模块：用于配置变更参数，其中，变更参数包括：将要变更的地址，切换时间，设置尝试次数，服务的切片和支持的网元类型，其他有关切片的NRF地址，失败回退的备用地址；

变更参数下发模块，用于将所述的变更参数下发给目前连接NRF各NF网元；

参数保存模块，用于保存NRF下发来的参数；

参数切换模块，用于在切换时间前布置新的NRF，到达切换时间后，统一切换连接新NRF地址；如果切换成功，连接新NRF上更新自己的状态；后面保持5GC正常流程运行；

NF网元若达到尝试次数还无法连接新地址，则判定NF网元连接新NRF地址有问题，连接备用NRF地址；

其中，所述变更参数下发流程包括：NRF发送参数给各个NF网元，NF网元收到保存成功，则回复成功确认消息到NRF；

若在指定时间内NRF没有收到确认消息，则重新发送；若重复发送三次都未在指定时间内收到确认消息，则判定为参数发送失败，对该次发送失败进行记录，记录为发送超时失败；

若NF网元接收到参数信息，但是信息内容错误或保存失败，则回复NRF失败信息，NRF收到失败信息，并将失败信息进行记录保存；

还包括：操作人员根据NRF记录保存的失败信息来排查失败的原因，解决发送参数过程中出现的问题，确保各网元都成功收到并保存变更参数信息。