CN114731333A - 在中间代理节点处为服务提供有保证的流量带宽的方法、系统和计算机可读介质 - Google Patents

在中间代理节点处为服务提供有保证的流量带宽的方法、系统和计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

一种为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的方法包括在中间代理节点处配置中间代理节点的被预留用于处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽。该方法还包括在中间代理节点处接收第一消息。该方法还包括由中间代理节点确定中间代理节点处于过载状态。该方法还包括由中间代理节点将第一消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联。该方法还包括由中间代理节点确定服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息。该方法还包括由中间代理节点将第一消息路由到提供服务的生产者网络功能(NF)，并更新该服务的消息计数。

Description

在中间代理节点处为服务提供有保证的流量带宽的方法、系 统和计算机可读介质
优先权要求
本申请要求于2019年10月14日提交的美国专利申请序列No.16/601,371的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本文描述的主题涉及为通信网络中的服务提供有保证的流量带宽。更特别地，本文描述的主题涉及在诸如生产者和消费者网络功能(NF)之类的服务端点之间路由消息的中间代理节点(诸如服务通信代理(SCP)、安全边缘保护代理(SEPP)、中间网关或服务网格节点)处为服务提供有保证的流量带宽。
背景技术
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、又可以是消费者NF，这取决于它是消费还是提供服务。
给定的生产者NF可能有许多服务端点，其中服务端点是托管生产者NF的网络节点上的IP地址和端口号的组合。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，另一种可以订阅接收关于NF服务实例的信息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服务实例之间对流量进行负载平衡，或直接将流量路由到目的地生产者NF。
除了SCP之外，在生产者和消费者NF之间路由流量的中间代理节点或网络节点组的其它示例包括SEPP、服务网关和5G服务网格中的节点。SEPP是用于保护在不同5G PLMN(公共陆地移动网络)之间交换的控制平面流量的网络节点。由此，SEPP对所有API消息执行消息过滤、监管和拓扑隐藏。
服务网关是位于一组提供给定服务的生产者NF前面的节点。服务网关可以在以类似于SCP的方式提供服务的生产者NF之间对传入的服务请求进行负载平衡。
服务网格是支持生产者和消费者NF之间的通信的一组中间代理节点的名称。服务网格可以包括一个或多个SCP、SEPP和服务网关。
现有3GPP服务体系架构的一个问题是，虽然消息优先级和拥塞处理是在3GPP NF处定义的。但是消费者和生产者NF之间的所有节点都不能将自己注册为5G NF，例如中间代理、同一供应商站点之间的服务网关等。因此，消费者NF只能看到目标生产者NF的负载。3GPP没有定义关于中间节点的行为的指南。此外，3GPP没有定义在中间代理节点(诸如，SCP、SEPP、服务网关或服务网格)处用于避免低优先级服务的服务匮乏的过载处理机制。例如，如果SCP正在处理生产者和消费者NF之间的流量，并且生产者NF没有不堪重负，那么流量可以继续，而无需在SCP处调用拥塞控制过程。但是，从消费者NF到生产者NF的流量总和可能会使SCP不堪重负。如果SCP或其它中间代理节点处没有处理流量拥塞的机制，这些节点可能会变得拥塞并丢弃低优先级服务的流量。
因而，需要在中间代理节点处为服务提供有保证的流量带宽支持的方法、系统和计算机可读介质。
发明内容
一种为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的方法包括在中间代理节点处配置中间代理节点的被预留用于处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽。该方法还包括在中间代理节点处接收第一消息。该方法还包括由中间代理节点确定中间代理节点处于过载状态。该方法还包括由中间代理节点将第一消息识别为与为其配置有保证的最小带宽的服务相关联。该方法还包括由中间代理节点确定服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息。该方法还包括由中间代理节点将第一消息路由到提供服务的生产者网络功能(NF)，并更新该服务的消息计数。
根据本文描述的主题的另一方面，配置有保证的最小带宽包括在中间代理节点处配置每服务带宽桶，用于预留和跟踪中间代理节点的被预留处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽的利用。
根据本文描述的主题的又一方面，一种用于为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的方法包括在中间代理节点处配置多个不同的每服务带宽桶，用于预留和跟踪中间代理节点的可被与多个不同服务相关联的消息使用的被预留的最小带宽的利用。
根据本文描述的主题的又一方面，中间代理节点包括服务通信代理(SCP)。
根据本文描述的主题的又一方面，中间代理节点包括安全边缘保护代理(SEPP)。
根据本文描述的主题的又一方面，中间代理节点包括服务网格节点。
根据本文描述的主题的又一方面，将第一消息识别为与服务相关联包括确定第一消息中的统一资源指示符(URI)与服务相关联。
根据本文描述的主题的又一方面，一种用于为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的方法包括在中间代理节点处配置非有保证的流量带宽服务(非GTBS)桶，非GTBS桶可用于跟踪中间代理节点的可用于不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联的消息的带宽。
根据本文描述的主题的又一方面，一种用于为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的方法包括在中间代理节点处接收第二消息、确定第二消息不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联、使用非GTBS桶确定非GTBS带宽可用于第二消息、以及将第二消息路由到生产者网络功能。
根据本文描述的主题的又一方面，一种用于为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的方法包括：在中间代理节点处接收第二消息，由中间代理节点将第二消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联，由中间代理节点确定有保证的最小带宽的一部分不可用于处理第二消息，确定第二消息的优先级，检测已被接受在中间代理节点处处理的与服务相关联并且优先级低于第二消息的消息的存在，拒绝与服务相关联并且优先级低于第二消息的消息之一，以及由中间代理节点将第二消息路由到提供服务的生产者NF，并更新服务的消息计数。
根据本文描述的主题的又一方面，一种用于为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的系统包括中间代理节点，该中间代理节点包括至少一个处理器和存储器。该系统还包括由至少一个处理器实现的有保证的服务流量带宽(GTBS)配置接口，用于允许配置中间代理节点的被预留处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽。该系统还包括由至少一个处理器实现的GTBS控制器，用于接收第一消息、确定中间代理节点处于过载状态、将第一消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联、确定服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息、将第一消息路由到提供服务的生产者网络功能(NF)、以及更新服务的消息计数。
根据本文描述的主题的又一方面，GTBS配置接口提供在中间代理节点处配置每服务带宽桶，用于预留和跟踪中间代理节点的被预留处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽的利用。
根据本文描述的主题的又一方面，GTBS配置接口提供在中间代理节点处配置多个不同的每服务带宽桶，用于预留和跟踪中间代理节点的可被与多个不同服务相关联的消息使用的被预留的最小带宽的利用。
根据本文描述的主题的又一方面，中间代理节点包括服务通信代理(SCP)或安全边缘保护代理(SEPP)。
根据本文描述的主题的又一方面，中间代理节点包括服务网格节点。
根据本文描述的主题的又一方面，GTBS控制器被配置为使用第一消息中的统一资源指示符(URI)将第一消息识别为与服务相关联。
根据本文描述的主题的又一方面，中间代理节点包括非GTBS桶，该非GTBS桶能用于跟踪中间代理节点的可用于不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联的消息的带宽。
根据本文描述的主题的又一方面，GTBS控制器被配置为接收第二消息、确定第二消息不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联、使用非GTBS桶确定非GTBS带宽可用于第二消息、以及将第二消息路由到生产者网络功能。
根据本文描述的主题的又一方面，GTBS控制器被配置为接收第二消息、将第二消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联、确定有保证的最小带宽的一部分不可用于处理第二消息、确定第二消息的优先级、检测已被接受在中间代理节点处处理的与服务相关联并且优先级低于第二消息的消息的存在、拒绝与服务相关联并且优先级低于第二消息的消息之一，以及由中间代理节点将第二消息路由到提供服务的生产者NF，并更新服务的消息计数。
根据本文描述的主题的又一方面，提供了一种非暂态计算机可读介质，其上存储有可执行指令，该可执行指令在由计算机的处理器执行时控制计算机执行步骤。这些步骤包括在中间代理节点处配置中间代理节点的被预留处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽。这些步骤还包括在中间代理节点处接收第一消息。这些步骤还包括由中间代理节点确定中间代理节点处于过载状态。这些步骤还包括由中间代理节点将第一消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联。这些步骤还包括由中间代理节点确定服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息。这些步骤还包括由中间代理节点将第一消息路由到提供服务的生产者网络功能(NF)，并更新服务的消息计数。
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。在一个示例性实现中，本文描述的主题可以使用其上存储有计算机可执行指令的计算机可读介质来实现，计算机可执行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1是图示示例性5G网络体系架构的网络图；
图2是图示经由诸如服务网格之类的中间代理节点连接的5G网络功能的图；
图3是图示可能发生在5G网络功能之间的中间代理节点处的潜在拥塞的网络图；
图4是图示具有用于在消费者和生产者网络功能之间实现基于服务的带宽保证的每服务拥塞控制器的中间代理节点的框图；以及
图5是图示用于在消费者和生产者NF之间的中间代理节点处为服务提供有保证的流量带宽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在消费者和生产者NF之间的中间代理节点处为服务提供有保证的流量带宽的方法、系统和计算机可读介质。图1是图示示例性5G系统网络体系架构的框图。图1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JavaScript对象表示法(JSON)数据结构。NF简档定义至少包括完全限定域名(FQDN)、互联网协议(IP)版本4(IPv4)地址或IP版本6(IPv6)地址之一。
在图1中，任何节点(SCP 101和NRF 100除外)都可以是消费者NF或生产者NF，这取决于它们是请求服务还是提供服务。在所示示例中，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1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UE114之类的寻求接入网络的用户装备(UE)执行认证服务。
网络切片选择功能(NSSF)116为寻求接入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。网络公开功能(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网络中的服务能力公开功能(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-节点B(gNB)(图1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UE 114使用以获得网络性能测量的性能测量功能。图1中还示出了数据网络(DN)124，UE通过数据网络124访问数据网络服务，诸如互联网服务。
SEPP 126过滤来自另一个PLMN的传入流量，并对离开归属PLMN的流量执行拓扑隐藏。SEPP 126可以与管理外部PLMN的安全的外部PLMN中的SEPP通信。因此，不同PLMN中的NF之间的流量可能会经过两个SEPP功能，一个用于本地PLMN，另一个用于外部PLMN。如上所述，SEPP是中间代理节点的示例，如果在中间代理节点处未实施适当的拥塞控制和/或带宽预留过程，那么该中间代理节点可能变得不堪重负。
有保证的服务流量带宽(GTBS)
在5G部署体系架构中，3GPP版本15和16推荐代理节点，诸如SCP或SEPP，它们位于客户端/消费者NF和服务器/生产者NF之间。代理节点，诸如SCP，在N个消费者NF和M个生产者NF之间提供传输和路由功能，其中N和M是整数。类似地，网络运营商可以在5G NF之间部署其自己的服务网格/中间网关/控制器节点。服务网格/中间网关/代理节点有助于在各种服务之间执行最常见的活动，例如监视、过载控制、流量管理、服务发现等。在5G中，每个生产者NF都可以将其负载水平发布到NRF。消费者NF可以订阅此类更改并做出反应以调整其流量速率。
现有3GPP网络体系架构的一个问题是，并非消费者和生产者NF之间的所有节点都可以将自己注册为5G NF。这些不能注册的节点包括中间代理、同一供应商的站点之间的服务网关等。由于中间代理节点不能向NRF注册为5G NF，因此消费者节点可能不知道中间代理节点上的负载，并且可能使中间代理节点不堪重负。类似地，NRF向服务消费者提供通知，允许消费者查看目标生产者节点的负载。但是，由于中间代理节点不能注册为服务生产者，因此3GPP没有定义关于中间代理节点响应或发布此类通知的行为的指南。
即使运营商规划了其中间代理节点的容量，来自流氓服务/NF的信令风暴也会使中间网络/节点/路由过载。
因此，使用服务网格(或中间代理，诸如SCP/SEPP)，需要设置确保给定NF服务消息传递的有保证的流量带宽的策略。本文描述的主题包括服务网格/SCP/SEPP/中间网关等方面的增强，以在中间代理节点的拥塞/过载情况期间保证多个服务的可分割性(severability)。
无论是共享网络还是专用网络，中间代理节点都需要一种方法来确保所有或所选择服务的有保证的可服务性。如果没有GTBS，那么两个服务之间的消息传递可能会超出服务网格/中间代理节点的容量，并且因此可能影响中间代理节点以及其它服务的功能。
图2图示了N个节点之间的流量如何可以使服务网格不堪重负。在图2中，AMF 110经由服务网格202连接到UDM 104和另一个NF 200。AMF 200提供服务Svc-X。UDM 104提供服务Svc-Y。NF 200提供服务Svc-Z。Svc-X和Svc-Y之间的消息传递可能会耗尽中间代理节点202的容量(在数据风暴或其它此类场景期间)。因此，Svc-X->Svc-Z和Svc-Y->Svc-Z服务可能会受到不利影响。
5G不提供关于在给定服务内用于消息的消息优先级的指南。根据3GPP TS29.500，客户端未定义优先级的所有消息都应具有默认优先级24。此外，供应商/运营商极难为每个服务消息驱动/分配优先级，这与其它NF的其它服务相比可以公平地证明优先级是合理的。
同时，为了确保中间代理节点在数据风暴/过载情况期间的稳定性，运营商设置了节流策略，当系统容量超过某个点时拒绝低优先级消息。
以下是当系统容量超过某个点时可以在中间代理节点上实现的策略的示例。
I、当系统计算资源的利用超过60％时，拒绝所有优先级>＝15的消息
II、当系统计算资源的利用超过80％时，拒绝所有优先级>＝7的消息
虽然此类策略可能有用，但它们未能考虑在拥塞事件期间具有低优先级消息/流量的服务会发生什么。
当在拥塞情况下拒绝所有较低优先级消息时发生的另一个问题是，如果给定服务的所有消息都是较低优先级，那么基于优先级的阈值可能会逼死给定服务。例如，在图2中，如果服务Svc-Z的所有消息都具有默认优先级，并且中间代理节点变得过载，那么服务Svc-Z的所有消息都将被拒绝，从而阻止在网络中提供服务Svc-Z。
在5G部署中，NF(网络功能)和服务之间存在多对多映射的可能性，即给定的NF可能提供多个服务，并且一个服务可能由多个NF实例提供。
图3是图示多个生产者NF向多个消费者NF提供服务的示例的网络图。在所示示例中，消费者NF是AMF 110a至110c。生产者NF是UDM 104和NF实例200。生产者和消费者NF经由中间代理节点202连接。在一个示例中，可以假设有10个AMF实例和10个UDM实例正在运行。每个UDM实例可以能够处理每秒10Kb的流量。但是，运行服务Svc-X的多个AMF实例可能用去往UDM 104的每个实例提供或托管的服务Svc-Y的消息传递淹没中间代理节点202。此外，中间代理节点202可能需要策略来确保可以通过拒绝与Svc-X和Svc-Y相关的消息来提供针对服务Svc-Z的消息传递。针对服务Svc-Z的消息可能具有任何优先级，但对于服务Svc-Z不应完全拒绝服务，即使服务Svc-Z消息的优先级低于与其它服务相关的消息传递。
在5G部署中，HTTP连接是按需的。因此，AMF实例1的Svc-X可以实例化与中间代理节点的多个连接，以在多个连接上分发流量。例如，AMF实例1的SVC-X和SCP/SEPP节点之间可能有10个连接。因此，由给定Svc-X实例发起的整体流量(对于Svc-Y为10K并且对于Svc-Z为1K)将分布在10个连接上，即每个连接仅处理1.1K。
因此，对于实现服务网格的网络来说，基于源服务或每个连接执行入口控制不是可行的选项，因为服务的入口流量有多个连接甚至按需连接。
类似地，中间代理节点可能与UDM的每个实例有10个连接，并且可能连接到UDM的10个不同实例。因此，对于服务网格或中间NF来说，基于目标节点或每个连接执行出口控制不是可行的选项。
本文描述的主题包括在消费者NF和生产者NF之间的服务网格节点、SCP、SEPP、或其它中间代理节点，其支持一种机制使得可以为特定服务分配有保证的流量带宽。该机制在本文中被称为有保证的服务流量带宽(GTBS)。
下面所示的表1图示了可以由中间代理节点实现的不同服务的有保证的流量带宽服务速率的示例。
Figure BDA0003641626730000111
表1：不同服务的GTBS比率
在表1中，服务Svc-X、Svc-Y和Svc-Z中的每一个都具有作为中间代理节点的预留容量的百分比的有保证的带宽服务比率。对于每个服务，当中间代理节点处于过载状态时，中间代理节点的预留容量的百分比将由给定服务的消息独占使用，即使给定服务的消息具有比被中间代理节点拒绝的其它服务的消息低的优先级。例如，如果在中间代理节点接收到优先级为10的服务Svc-X的消息，那么服务Svc-X的消息可以在服务Svc-X的有保证的带宽下路由，并且具有更高优先级(根据3GPP，更高优先级意味着更低的优先级数值)的另一个消息被中间代理节点拒绝。在表1中，为服务Svc-X保证中间代理节点的预留容量的5％，为服务Svc-Y保证中间代理节点的预留容量的10％，并且为服务Svc-Z保证中间代理节点的预留容量的3％。
在这个模型中，网络运营商配置以下各项：
1.中间代理节点的整体容量。
例如，节点/服务网格/SCP等的整体容量为100K。
2.通过中间代理节点的每个支持的服务的GTB。
例如，如果中间代理节点的整体容量为100K，那么有保证的带宽或GTB(基于表1)将如下：
Svc-X:5K
Svc-Y:10K
Svc-Z:3K
因此，不管跨多个服务消息(通过中间代理节点)的消息的消息优先级如何，每个服务(配置了GTBS)都将在中间代理节点上具有确保的/有保证的分配容量。
功能细节：
以下是可以由中间代理节点(诸如SCP、SEPP、服务网格或为服务提供有保证的流量带宽的其它中间代理节点)实现的功能细节。
1.检查中间代理节点的过载状态。如果中间代理节点不处于过载状态，那么不需要进一步检查。作为非GTBS带宽的一部分，应该允许消息通过中间代理节点。这是处理中间代理节点正常工作的情况(在非过载场景期间)
2.如果中间代理节点处于过载状况，那么检查接收到的消息的目标服务是否配置了GTBS。
a.如果配置了GTBS并且仍有可用带宽，那么允许消息通过中间代理节点(无论消息优先级如何)。
只有在非GTBS带宽桶下处理的消息将会基于优先级被节流。
b.如果配置了GTBS并且没有可用带宽(对于非GTBS流量)，那么执行以下操作：
i.如果GTBS桶中有较低优先级(即，低于当前消息的优先级)的消息，那么允许来自GTBS带宽的那个消息。
GTBS桶提供细粒度逻辑，以允许该服务的其它消息中具有更高优先级的消息。
例如，对于给定的服务，P5可能是该服务的所有消息中优先级最高的消息。因此，在过载期间，必须允许此类服务的P5消息(直到为服务配置的带宽)，即使过载策略可能拒绝其它服务的P3消息。
ii.如果GTBS桶中没有较低或相同优先级的消息，那么消息处理过程与未配置GTBS的服务相同(参见步骤c中的细节)。
c.如果未配置GTBS，那么通过非GTBS桶运行消息。因此，将基于系统的过载策略允许/拒绝消息(过载策略基于消息优先级和系统过载级别接受/拒绝消息)。
i.如果过载策略允许消息通过，那么消息将被处理。
ii.否则，消息将被拒绝。
通过这种方法，配置了GTBS的服务将具有通过服务网格/中间代理节点的有保证的可分割性。即使在网络中的数据风暴或其它异常期间也是如此。
可以使用3GPP在对应网络功能规范中指定的PATH/URI对每个服务进行分类和识别。这种方法也可以应用于基于PATH/URI的非5G消息。因此，网络运营商应该能够基于路径/URI元素为任何服务配置GTB。这种方法也可以应用于向给定的生产者提供GTB(基于FQDN)。这有助于管理紧急服务和其它高级客户的用例。对于未分配优先级的消息，应用建议运营商应指定默认消息优先级。(根据3GPP TS 29.500，客户端未定义优先级的所有5G核心(5GC)消息的默认优先级应为24)。
实现GTBS的中间代理节点也可以实现以下类型的跟踪/监视来强制执行GTBS：
对于配置了GTBS的服务，跟踪在GTBS下处理的给定优先级的消息速率；
跟踪整体消息速率并与中间代理节点的整体流量容量进行比较；以及
跟踪各个优先级消息的非GTBS消息速率。
下面显示的表2图示了可以在实现服务的有保证的流量带宽的中间代理节点处跟踪的消息速率的示例。
Figure BDA0003641626730000141
表2：中间代理节点跟踪的消息速率
在表2中，可以看出跟踪了服务Svc-X、Svc-Y和Svc-Z中的每一个的流量速率。此外，还跟踪了给定服务内每个配置的消息优先级的速率。例如，对于服务Svc-X，跟踪了优先级P0和P5的消息速率。应该注意的是，未定义为具有有保证的带宽的服务将没有配置的有保证的带宽服务速率。
如上所述，除了跟踪具有有保证的带宽服务的消息的消息速率外，中间代理节点还可以基于非GTBS流量的优先级来跟踪消息速率。下面显示的表3图示了可以由中间代理节点跟踪的示例非GTBS流量。
Figure BDA0003641626730000142
表3：基于非GTBS流量的优先级的跟踪消息速率在表3中，根据定义的消息优先级跟踪非GTBS流量的消息速率。
实现GTBS服务的中间代理节点可以跟踪的另一个度量是非GTBS和GTBS流量的总消息速率。下面显示的表4图示了可以由这种中间代理节点跟踪的总消息速率。
Figure BDA0003641626730000151
表4：非GTBS和GTBS流量的总流量速率
表4图示了表1和表2中所有流量速率的总和，即中间代理节点当前正在处理的总流量速率。可以将这样的速率与节点的整体消息容量进行比较以确定节点是否处于过载状态。例如，网络运营商可以将节点的过载触发状态配置为总容量的80％。如果节点每秒能够处理100k消息并且设计的过载阈值被定义为80k，那么表4中的83k速率将指示该节点处于过载状态并触发如本文所述的GTBS服务。
为了简化GTBS算法的解释，表5中的以下示例假设过载策略在100％的节点容量下拒绝消息。但是，可以使用具有多个节流级别和消息优先级映射的过载策略来拒绝来自非GTBS桶的消息(其中达到某个优先级级别的消息将在某个系统过载级别被拒绝)。
Figure BDA0003641626730000152
Figure BDA0003641626730000161
Figure BDA0003641626730000171
表5：过载状态下的场景和消息处理
在表5中的场景1中，从服务A接收到没有为其配置有保证的带宽服务的消息。因而，该消息将根据为非GTBS桶定义的策略进行处理。该消息的优先级为4。在这个示例中，假设非GTBS桶中有优先级低于4的消息，并且有可用的带宽。因而，该消息将被传递，并且优先级P4的非GTBS流量计数将被更新。
在表5中的场景2中，接收到Svc-A的另一个消息。与示例1一样，没有为该消息配置有保证的带宽服务，因此将根据为非GTBS桶定义的策略处理该消息。在场景2中，消息的优先级为18。假设非GTBS桶中没有优先级低于18的消息。因而，如果有带宽可用于优先级为18的非GTBS消息，那么该消息将被路由。如果这样的带宽不可用，那么该消息将被拒绝。
在场景3中，接收到Svc-A的优先级为18的消息。但是，假设系统正在以100％的容量运行。由于没有为Svc-A配置有保证的带宽服务、非GTBS桶中没有较低优先级的消息正在处理，并且没有可用的系统容量，因此该消息将被拒绝。
在表5中的场景4中，接收到Svc-X的优先级为20的消息。为Svc-X配置了有保证的带宽服务。还假设在Svc-X的有保证的速率内有可用配额。因而，该消息将被传递，并且Svc-X的优先级20流量的速率将被更新。
在表5中的场景5中，接收到Svc-X的优先级为20的消息。在这个示例中，假设系统正在以100％的容量运行，但在Svc-X的消息的有保证的速率内有可用配额。因而，该消息将被路由，并且配额将针对优先级20和Svc-X被更新。应该注意的是，当系统正在以100％的容量运行时，即使非GTBS桶中的消息具有比给定服务的预留配额内允许的消息更高的优先级，系统也将拒绝这些消息。
在表5中的场景6中，接收到Svc-Y的优先级为4的消息。还假设Svc-Y有保证的容量已耗尽。但是，在Svc-Y的GTBS桶中存在优先级低于4的消息。因而，将从Svc-Y的GTBS桶中允许消息，并且优先级P4的GTBS流量速率将针对Svc-Y被更新。
在表5中的场景7中，接收到Svc-Y的优先级为6的消息。还假设Svc-Y有保证的容量已耗尽，并且Svc-Y的GTBS桶中没有较低优先级的消息。因而，消息将从非GTBS桶被处理。基于为非GTBS桶定义的策略路由或拒绝消息。
在场景8中，假设系统正在以100％的容量运行，并且接收到Svc-Y的优先级为6的消息。还假设Svc-Y有保证的容量已耗尽，并且Svc-Y的GTBS桶中没有较低优先级的消息。因此，消息将从非GTBS桶被处理。消息将基于其优先级和为非GTBS桶配置的策略被允许或拒绝。
在场景9中，假设消息正在以100％的容量运行。接收到Svc-Y的优先级为18的消息。还假设Svc-Y有保证的容量已耗尽，并且Svc-Y的GTBS桶中没有较低优先级的消息。因此，消息将从非GTBS桶被处理。在这个示例中，假设非GTBS桶中没有较低优先级的消息，因为系统正在以100％的容量运行并且没有更多的缓冲区空间来处理该消息，因此该消息将被拒绝。
图4是实现如本文所述的有保证的服务流量带宽的中间代理节点的框图。参考图4，中间代理节点400可以是SCP、SEPP、服务网格节点、服务代理或在服务消费者和服务生产者之间路由消息的其它节点。在所示示例中，中间代理节点400包括至少一个处理器402和存储器404。中间代理节点400还包括有保证的服务流量带宽(GTBS)控制器406，其确定中间代理节点是否处于过载状态并利用配置的中间代理节点的每服务有保证的最小带宽来实施GTBS服务，如上所述。在所示示例中，使用每服务桶来预留和跟踪每服务有保证的最小带宽。例如，服务Svc-X的桶408被配置为在中间代理节点400处于过载状态时允许服务Svc-X的5k(5000)消息。在所示示例中，服务Svc-X的入口速率为8k。因而，对于服务Svc-X，允许5k的较高优先级消息，而对于服务Svc-X，剩余3k的消息被传递到非有保证的桶410中，其中基于非有保证的带宽流量的过载控制策略允许或拒绝消息。
中间代理节点400为服务Svc-Y的流量实现桶412。桶412被配置为为服务Svc-Y预留和跟踪10k消息的有保证的最小带宽的利用。在所示示例中，服务Svc-Y的入口消息速率为22k。因而，服务Svc-Y的10k消息将被允许，而服务Svc-Y的12k消息将被传递到非有保证的桶410，在非有保证的桶410中将基于中间代理节点400的用于非有保证的带宽流量的过载控制策略允许或拒绝消息。
中间代理节点400为服务Svc-Z的消息实现具有3k的有保证的最小带宽的桶414。在所示示例中，服务Svc-Z的入口消息速率为33k。因而，3k的流量将被传递，而服务Svc-Z的30k消息流量将被传递到非有保证的桶410，在非有保证的桶410中将基于用于非有保证的流量的过载控制策略传递或拒绝消息。
中间代理节点400包括GTBS配置接口416，其允许网络运营商为服务配置有保证的最小带宽。GTBS配置接口416可以允许用户为每个服务定义服务识别参数，并且为多个不同服务定义每服务的有保证的最小带宽。可以使用每个服务的GTBS桶(诸如，桶408和412)来预留和跟踪有保证的最小带宽。非有保证的桶410可以默认被配置为跟踪中间代理节点400的非预留(系统)带宽。
图5是图示用于在中间代理节点处为服务实现有保证的流量带宽的示例性处理的流程图。参考图5，在步骤500处，在处于过载状态的中间代理节点处接收消息。例如，可以在SCP、SEPP、服务网格节点或其它中间代理节点处接收消息。“过载状态”意味着中间代理节点的利用已超过运营商定义的阈值，诸如用于处理消息的可用容量的80％。
在步骤502处，消息被识别为与有保证的带宽服务相关联。例如，GTBS控制器406可以基于消息中的一个或多个参数将消息识别为与有保证的带宽服务相关联。此类参数的示例包括URI或其它服务识别参数。
在步骤504中，确定是否存在有保证的带宽可用于服务。例如，如果服务的有保证的带宽对于当前测量间隔是5k消息，并且仅传输了3k消息，那么剩余2k带宽可用。如果有保证的带宽可用，那么控制进行到步骤506，在步骤506中传递或路由消息，并且更新消息计数。例如，GTBS控制器406可以为每个服务传递低于配置的有保证的带宽的消息，并且更新每个服务、服务内的每个优先级的消息计数以及整体消息计数。
在步骤504中，如果确定服务的有保证的带宽不可用，那么控制进行到步骤508，在步骤508中确定在GTBS桶中是否存在较低优先级的消息。例如，假设消息是服务A的，并且携带优先级值4。GTBS控制器406将分析GTBS桶中正在等待被传输的服务A的消息。如果存在至少一个优先级为5或更高的消息，那么GTBS控制器406可以用服务A的消息替换较低优先级的消息。控制然后进行到步骤506，在步骤506中传输服务A的消息并更新消息计数。
在步骤508中，如果确定在GTBS桶中没有较低优先级的消息，那么控制进行到步骤510，在步骤510中确定非GTBS带宽是否可用。例如，GTBS控制器406可以通过确定非GTBS桶是否具有任何剩余的消息处理容量来确定非GTBS带宽是否可用。因为非GTBS桶没有任何预留容量，因此关于非GTBS桶是否具有任何可用容量的确定可以基于系统是否存在可用容量来处理消息来确定。即使系统处于过载状态，也可能存在超出过载阈值的一些剩余容量。如果GTBS控制器406确定存在非GTBS容量可用，那么控制前进到步骤512，在步骤512中消息被路由。
在步骤510处，如果确定非GTBS容量不可用，那么控制进行到步骤514，在步骤514中确定非GTBS桶中是否存在较低优先级的消息。例如，假设消息携带优先级值4。那么GTBS控制器406将分析非GTBS桶中正在等待被传输的消息。如果存在至少一个优先级为5或更高的消息，那么GTBS控制器406可以用优先级为4的消息替换较低优先级的消息。然后控制进行到步骤512，其中优先级为4的消息被传输，并且消息计数被更新。在步骤514中，如果在非GTBS桶中没有较低优先级的消息，那么控制进行到步骤516，在步骤516中消息被拒绝。
本文描述的主题允许运营商使用5G路由进行微调和5G NF服务之间有保证的可服务性。如果没有这种有保证的可服务性支持，数据风暴/流氓服务/功能可能会使中间代理节点过载，并可能导致服务故障。由于该解决方案也可以应用于任何非5G服务，因此在中间网关/代理上实现这种建议可以确保任何服务之间的最小可行的可服务性。
以下参考文献中的每一个的公开内容通过引用整体并入本文。
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将理解的是，当前公开的主题的各种细节可以变化，而不脱离当前公开的主题的范围。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)

1.一种为服务提供有保证的最小中间代理节点流量带宽的方法，所述方法包括：
在中间代理节点处配置中间代理节点的被预留用于处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽；
在中间代理节点处接收第一消息；
由中间代理节点确定中间代理节点处于过载状态；
由中间代理节点将第一消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的所述服务相关联；
由中间代理节点确定所述服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息；以及
由中间代理节点将第一消息路由到提供所述服务的生产者网络功能(NF)，并更新所述服务的消息计数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，配置有保证的最小带宽包括在中间代理节点处配置每服务带宽桶，用于预留和跟踪中间代理节点的被预留处理与所述服务相关联的消息的有保证的最小带宽的利用。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，包括在中间代理节点处配置多个不同的每服务带宽桶，用于预留和跟踪中间代理节点的可被与多个不同服务相关联的消息使用的被预留的最小带宽的利用。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，中间代理节点包括服务通信代理(SCP)。
5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，中间代理节点包括安全边缘保护代理(SEPP)。
6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，中间代理节点包括服务网格节点。
7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将第一消息识别为与所述服务相关联包括确定第一消息中的统一资源指示符(URI)与所述服务相关联。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在中间代理节点处配置非有保证的流量带宽服务(非GTBS)桶，所述非GTBS桶能用于跟踪中间代理节点的可用于不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联的消息的带宽。
9.如权利要求8所述的方法，包括：
在中间代理节点处接收第二消息；
确定第二消息不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联；
使用所述非GTBS桶确定非GTBS带宽可用于第二消息；以及
将第二消息路由到生产者网络功能。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的方法，包括：
在中间代理节点处接收第二消息；
由中间代理节点将第二消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的所述服务相关联；
由中间代理节点确定有保证的最小带宽的一部分不可用于处理第二消息；
确定第二消息的优先级；
检测已被接受用在中间代理节点处处理的与所述服务相关联并且优先级低于第二消息的消息的存在；
拒绝与所述服务相关联并且优先级低于第二消息的消息之一；以及
由中间代理节点将第二消息路由到提供所述服务的生产者网络功能NF，并更新所述服务的消息计数。
11.一种用于为服务提供有保证的最小中间代理节点带宽的系统，所述系统包括：
中间代理节点，包括至少一个处理器和存储器；
由所述至少一个处理器实现的有保证的服务流量带宽(GTBS)配置接口，用于允许配置中间代理节点的被预留处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽；以及
由所述至少一个处理器实现的GTBS控制器，用于接收第一消息、确定中间代理节点处于过载状态、将第一消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联、确定所述服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息、将第一消息路由到提供所述服务的生产者网络功能(NF)，并更新所述服务的消息计数。
12.如权利要求11所述的系统，其中，GTBS配置接口提供在中间代理节点处每服务带宽桶的配置，用于预留和跟踪中间代理节点的被预留处理与所述服务相关联的消息的有保证的最小带宽的利用。
13.如权利要求11或权利要求12所述的系统，其中，GTBS配置接口提供在中间代理节点处多个不同的每服务带宽桶的配置，用于预留和跟踪中间代理节点的可被与多个不同服务相关联的消息使用的被预留的最小带宽的利用。
14.如权利要求11至13中的任一项所述的系统，其中，中间代理节点包括服务通信代理(SCP)或安全边缘保护代理(SEPP)。
15.如权利要求11至14中的任一项所述的系统，其中，中间代理节点包括服务网格节点。
16.如权利要求11至15中的任一项所述的系统，其中，GTBS控制器被配置为使用第一消息中的统一资源指示符(URI)将第一消息识别为与所述服务相关联。
17.如权利要求11至16中的任一项所述的系统，其中，中间代理节点包括非GTBS桶，所述非GTBS桶可用于跟踪中间代理节点的可用于不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联的消息的带宽。
18.如权利要求17所述的系统，其中，GTBS控制器被配置为：
接收第二消息；
确定第二消息不与为其配置了中间代理节点的有保证的带宽的服务相关联；
使用所述非GTBS桶确定非GTBS带宽可用于第二消息；以及
将第二消息路由到生产者网络功能。
19.如权利要求11至18中的任一项所述的系统，其中，GTBS控制器被配置为：
接收第二消息；
将第二消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的服务相关联；
确定有保证的最小带宽的一部分不可用于处理第二消息；
确定第二消息的优先级；
检测已被接受在中间代理节点处处理的与所述服务相关联并且优先级低于第二消息的消息的存在；
拒绝与所述服务相关联并且优先级低于第二消息的消息之一；以及
由中间代理节点将第二消息路由到提供所述服务的生产者网络NF，并更新所述服务的消息计数。
20.一种存储有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所述计算机执行包括以下的步骤：
在中间代理节点处配置中间代理节点的被预留用于处理与服务相关联的消息的有保证的最小带宽；
在中间代理节点处接收第一消息；
由中间代理节点确定中间代理节点处于过载状态；
由中间代理节点将第一消息识别为与为其配置了有保证的最小带宽的所述服务相关联；
由中间代理节点确定服务的有保证的最小带宽的一部分可用于处理第一消息；以及
由中间代理节点将第一消息路由到提供所述服务的生产者网络功能(NF)，并更新所述服务的消息计数。
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