CN115004744B - 一种在5g通信网络的边缘站点之间建立连接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在5G通信网络的边缘站点之间建立直接连接的方法。该方法包括：在5G通信网络中配置5G网络功能(NF)；在边缘站点配置5G NF，如果尚未配置；并基于所述配置的NF，根据预定的隧道策略在边缘站点之间建立直接隧道。

Description

一种在5G通信网络的边缘站点之间建立连接的方法
技术领域
本发明特别涉及但不限于一种在5G通信网络中的边缘站点之间建立连接的方法，更具体地说，涉及一种在5G通信网络中的边缘站点之间建立服务质量(quality ofservice，QoS)连接的方法。
背景技术
混合云(公有云和私有云)上的5G通信网络通过在企业网络边缘快速处理内容，来提供超响应的服务体验，同时带来可扩展性和更快的上市时间。然而，5G通信网络架构很复杂，除了复杂的5G通信网络架构外，5G网络功能(network function，NF)的配置也很困难。企业用户需要一个简单的混合5G部署解决方案。
对于本地时间敏感型应用(如本地直播服务)，5G网络和企业间边缘站点都应保证端到端的服务质量(QoS)，以确保高优先级的数据以可靠和低延迟的方式传输。5G网络包括5G核心网和5G无线网络。
US2020/0021640A1公开了创建和管理混合云的系统和方法，其中混合云包括标准计算节点和边缘设备。通过将轻量级容器部署到边缘设备，可以在混合云中注册边缘设备。
US10243860B2公开了提供用户面(U-Plane)流量的动态和自适应QoS和体验质量(Quality of Experience，QoE)管理的方法，同时通过例如提供由策略服务器和一个或多个执行点组成的系统，实现用户和应用的特定区分，并最大限度地提高系统资源利用率。
CN112218315A公开了一种5G专网的端到端QoS策略执行和以太网数据转发方法，旨在解决现有5G专网承载方式成本高的问题。
因此，需要一种在5G通信网络中更容易建立边缘站点之间的连接的方法。还需要一种为混合云上的企业站点编排(orchestrating)和执行本地端到端QoS策略的解决方案。
发明目的
本发明的一个目的是在某种程度上减轻或避免与在5G通信网络中边缘站点之间建立连接的已知方法相关的一个或多个问题。
上述目的是通过主权利要求的特征组合来实现的；从属权利要求公开了本发明的进一步有利实施例。
本发明的另一个目的是提供一种用于5G通信网络的新型编排器(Orchestrator)节点。
本发明的另一个目的是提供一种用于在5G通信网络的边缘站点之间建立服务质量(QoS)连接的改进方法。
本发明的又一目的是提供一种新的解决方案，为混合云上的企业站点协调和执行本地端到端QoS策略。
本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，上述目的陈述并非详尽无遗，仅用于说明本发明多个目的中的一些目的。
发明内容
本发明优选地涉及一种通过在企业边缘站点之间建立直接隧道(direct tunnel)并在5G网络和企业边缘网络中提供端到端QoS执行/配置的混合5G通信网络部署的一键式解决方案。
在第一主要方面，本发明提供了一种在5G通信网络的边缘站点之间建立直接连接的方法。该方法包括：在5G通信网络中配置5G网络功能(NF)；在边缘站点配置5G NF(如果尚未配置)；并根据所述配置的NF，按照预定的隧道策略，在边缘站点之间建立直接隧道。
在第二主要方面，本发明提供了一种在5G通信网络的边缘站点之间建立服务质量(QoS)连接的方法，该方法包括以下步骤：根据预定的隧道策略，在边缘站点之间建立直接隧道；在5G通信网络的策略控制功能(Policy Control Function，PCF)和应用功能(Application Function，AF)上配置QoS参数；以及沿着通过边缘站点之间直接隧道的端到端路径配置5G网络实体中的QoS参数。
在第三主要方面，本发明提供了一种用于连接边缘站点的5G通信网络的编排器节点，该编排器节点包括：配置管理模块，其能够在5G通信网络中配置5G网络功能(NF)，并在边缘站点配置5G NF(如果尚未配置)；以及隧道管理模块，其被配置为根据基于所述配置的NF的预定隧道策略，在5G通信网络上的边缘站点之间建立直接隧道。
在第四主要方面，本发明提供了一种用于连接边缘站点的5G通信网络的编排器节点，所述编排器节点包括存储机器可读指令的存储器和用于执行所述机器可读指令的处理器，其中，当机器可读指令由处理器执行时，它们配置处理器以实施本发明第一主要方面的方法和/或本发明第二方面的方法。
在第五主要方面，本发明提供了一种存储机器可读指令的非暂态计算机可读介质，其中，当机器可读指令由通信系统中的模块的处理器执行时，它们将处理器配置为实施本发明第一主要方面的方法。
本发明内容不一定公开了定义本发明所必需的所有特征；本发明可以存在于所公开特征的子组合中。
附图说明
本发明的上述和进一步的特征将从以下优选实施例的描述中显而易见，所述优选实施例仅以举例的方式结合附图来提供，其中：
图1是混合云上的5G通信网络的常规布置的方框示意图；
图2是混合云上的5G通信网络准备实施本发明方法的初始步骤的方框示意图；
图3是图2的混合云上的5G通信网络根据本发明方法在边缘站点如企业边缘站点之间建立直连隧道时的方框示意图；
图4是图2的混合云上的5G通信网络根据本发明方法在边缘站点之间建立直接隧道时的另一种布置的方框示意图；
图5是图2的混合云上的5G通信网络根据本发明方法在边缘站点之间的直接隧道上设立端到端数据流量路径的QoS策略时的方框示意图；
图6是图2的混合云上的5G通信网络的编排器节点的方框示意图；
图7是图6的编排器节点及其与企业网络边缘站点的连接的更详细的方框示意图，还显示根据本发明的方法的步骤；
图8是图7所示方法的步骤流程图；
图9显示5G通信网络控制平面中的QoS控制；
图10是混合云上的5G通信网络根据本发明方法在边缘站点的UE之间的直接隧道上设立端到端数据流量路径的QoS策略时的另一种布置的方框示意图；
图11是混合云上的5G通信网络根据本发明方法在边缘站点的客户驻地设备(Customer Premises Equipment，CPE)和另一边缘站点的应用之间的直接隧道上设立端到端数据流量路径的QoS策略时的另一种布置的方框示意图；
图12是图8所示方法的替代方法的步骤流程图，其中5G NF已经部署在5G核心网络/公有云中；
图13是图8或图12所示方法的替代方法的步骤流程图，其中5G NF已经部署在5G核心网络/公有云中，并且5GNF已经部署在边缘站点/私有云中；
图14是说明本发明在一个示例性实施例的企业网络中的实施情况的方框示意图。
具体实施方式
以下描述只是以举例的方式对优选实施例进行描述，并不限制将本发明付诸实施的必要特征的组合。
本说明书中提到的“一个实施例”或“一实施例”是指与该实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都是指同一实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代实施例。此外，所描述的各种特征可能由一些实施例展示，而不是由其他实施例展示。同样，描述了各种要求，这些要求可能是一些实施例的要求，而不是其他实施例的要求。
应当理解，图中所示的元件可以以各种形式的硬件、软件或其组合来实施。这些元件可以在一个或多个适当编程的通用设备上以硬件和软件的组合来实施，这些设备可以包括处理器、存储器和输入/输出接口。
本说明书说明了本发明的原理。因此应当理解，本领域技术人员将能够设计出各种安排，尽管在本文中没有明确描述或示出，但是体现了本发明的原理并包括在其精神和范围内。
此外，本文叙述了本发明的原理、方面和实施例及其具体示例，旨在涵盖其结构和功能等效物。此外，这种等效物还包括当前已知的等效物以及将来开发的等效物，即任何开发的、执行相同功能的元件，无论其结构如何。
因此，例如，本领域技术人员将理解，这里呈现的框图代表了体现本发明原理的系统和设备的概念图。
图中所示各种元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够与适当的软件一起执行软件的硬件来提供。当由处理器提供时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器提供，其中一些可以共享。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为仅指能够执行软件的硬件，可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性存储器。
在权利要求中，任何表示为执行特定功能的装置的元件旨在涵盖执行该功能的任何方式，包括，例如，a)执行该功能的电路元件的组合或b)任何形式的软件，因此，包括固件、微代码等，与执行该软件的适当电路相结合以执行功能。由这些权利要求定义的本发明在于，由各种被提及的装置提供的功能，以权利要求所要求的方式被组合和汇集在一起。因此认为任何提供这些功能的装置均等同于本文所示的装置。
在以下描述中，将针对5G无线通信网络描述本发明的实施例和方法。然而，应当理解，本发明的实施例和方法适用于任何合适的通信系统。
参考图1，图1提供了混合云上5G通信网络10的常规布置的方框示意图。混合云(hybrid cloud)，有时称为云混合体(cloud hybrid)，通常包含一个计算环境，该计算环境通常将本地数据中心(边缘站点，也称为私有云)与公有云相结合，允许在它们之间共享数据和应用程序。如图1所示，5G核心网络11包括公有云。企业网络13中的UE 12通过边缘站点A14连接到其他边缘站点，如边缘站点B15和边缘站点C16。边缘站点A、B、C 14、15、16包括例如企业网络13，可以被视为包括私有云。企业网络13是私有网络，其企业边缘站点14、15、16通过公共通信网络互联，或通过包括5G核心网络10的网络互联，或由5G核心网络10提供的网络互联。在这种常规的5G通信网络安排中，UE 12通过企业网络13的边缘站点A14中提供的基站(gNB或gNodeB)17和用户面功能(User Plane Function，UPF)模块18连接到边缘站点B15和边缘站点C16中的一个或两个，以访问或与托管在所述边缘站点B、C 15、16中的一个或多个应用19交互。这些应用19可以包括多接入边缘计算(Multi-access EdgeComputing，MEC)应用19。
5G通信网络架构复杂，因此5G网络功能(NF)的配置难以在混合云中实施。因此，企业网络用户需要一种解决方案，以便在5G通信网络中的企业网络边缘站点之间更轻松地建立连接，在混合云上为企业边缘站点编排和执行本地端到端QoS策略。
本发明提供了一种新的解决方案，用于更容易地在混合云上的企业站点之间建立连接，并为其编排和执行本地端到端QoS策略，这将在下文中描述。本发明的新的解决方案能够在边缘站点之间轻松建立直接隧道，并支持UE和MEC之间的QoS执行，以便在企业网络(私有云)上提供端到端QoS执行，并在5G核心网络(公有云)上提供QoS参数配置。除了端到端QoS执行/配置之外，本发明的新的解决方案还支持5G编排。
参考图2，图2提供了混合云上的5G通信网络100的方框示意图，准备实施本发明方法的初始步骤。在该方法的第一步骤，编排器节点102在5G核心网络104中部署5GNF(如果尚未部署)，并在企业网络105的边缘站点如边缘站点A 106和边缘站点B 108处部署5G NF(如果也尚未部署)。编排器节点102可以在公有云104上部署任何一个或多个5G核心NF，包括：接入和移动管理功能(Access andMobility Management Function，AMF)110、会话管理功能(Session Management Function，SMF)112、策略控制功能(Policy Control Function，PCF)114、应用功能(Application Function，AF)116、统一数据存储库(Unified DataRepository，UDR)118、统一数据管理(UnifiedData Management，UDM)120、网络开放功能(Network Exposure Function，NEF)122和核心用户面功能(UPF)124，以及在企业边缘站点108如图2中的边缘站点B 108上部署边缘UPF126和应用128，如MEC应用程序。编排器节点102可以在公有云104上部署5G NF(AMF、SMF、PCF、AF、UDR和核心UPF)，和在企业边缘站点A、B 106、108上部署边缘UPF 126和MEC应用128，边缘UPF 126和MEC应用128可以在容器(container)里、在虚拟机(Virtual Machine，VM)或裸金属服务器(BareMetal server)(未显示)部署。裸金属服务器是由单个消费者(如单个企业网络)使用的服务器。
然后，编排器节点102在5G核心网络104中配置5G NF(如果尚未配置)，并在边缘站点106、108上配置5GNF(如果也尚未配置)。编排器节点102可以根据预定的网络设计和配置来配置5G NF。预定的网络设计和配置可以由企业网络用户通过编排器节点102的图形用户界面(graphicaluser interface，GUI)130输入到编排器节点102。预定的网络设计和配置可以基于部署/配置的5G NF。
在公有云和私有云104、105中部署和配置5GNF之后，边缘站点A 106的UE 132能够通过5G核心网络104向边缘站点B 108建立协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话，例如，从而访问边缘站点B 108的本地MEC应用128。
在图2中可以看出，边缘站点A 106通过多个路由器/交换机(“2-n路由器/交换机”)134链接到边缘站点B 108。应当理解，多个路由器/交换机134可以包括任何合适的路由器/交换机134的组合，用于将一个企业边缘站点链接到另一个。
现在参考图3，图3提供了图2的5G通信网络100在边缘站点106、108之间建立直接隧道时的方框示意图，本发明的新颖解决方案的一个实施例包括根据预定的隧道策略在边缘站点A 106和边缘站点B 108之间建立直接隧道136。企业网络用户可以通过GUI 130将预定的隧道策略输入到编排器节点102。编排器节点102被配置为将隧道配置数据传送到连接边缘站点A 106和边缘站点B 108的多个路由器/交换机134中的路由器/交换机134。因此，直接隧道136在多个路由器/交换机134上建立，包括本例中由边缘站点A 106和边缘站点B108组成的企业网络105的专用隧道连接。编排器节点102可以将边缘站点A 106和边缘站点B 108之间的直接隧道136设置为互联网协议安全(InternetProtocol Security，IPsec)隧道136。
应当理解，如果由于任何原因直接隧道136发生故障，例如，多个路由器/交换机134中的一个或多个发生故障或失去服务，编排器节点102将根据预定的隧道策略动态地确定另一条路由以重新建立直接隧道136。
编排器节点102可以被配置为在编排器节点102的数据库(图7)中存储5G网络配置和任何边缘站点网络配置，并使用存储的配置来确定或计算每个5G NF的单独配置。在编排器节点102将所确定或计算的5G NF配置作为部署在5G核心网络104上的NF和作为部署在边缘站点106、108的NF推送之后，边缘站点106、108的任何UE 132都可以建立各自的PDU会话并通过直接隧道136上的一条或多条路径发送数据流。SMF 112管理每个PDU会话，并根据PCF 114提供的信息将QoS流ID(QoS Flow ID，QFI)和QoS配置分配给每个PDU会话的数据流。SMF 112还向UPF 124、126提供包检测规则(Packet Detection Rule，PDR)，用于将服务数据流(Service Data Flow，SDF)映射到PDU会话的QoS流。
图4提供了图2的混合云上的5G通信网络100在多个边缘站点之间建立直接隧道136时的另一种布置的方框示意图，类似的数字用于表示类似或相似的部分。在图4的网络布置中，企业网络105包括三个边缘站点，边缘站点A 106、边缘站点B 108和边缘站点C109。编排器节点102可以按照关于图3描述的方式在边缘站点B 108和边缘站点A 106之间建立第一直接隧道136A，向连接到边缘站点A 106的第一UE 132A提供对边缘站点B 108所托管的MEC应用128的访问。编排器节点102还可以在边缘站点B 108和边缘站点C 109之间以相同或类似的方式建立第二直接隧道136B，这不仅使连接到边缘站点C 109的第二UE132B能够访问由边缘站点B 106托管的MEC应用128，而且如果启用了UE站点到站点策略，则使第一和第二UE 132A、B能够通过第一和第二直接隧道136A、B连接。编排器节点102可以将第一和第二直接隧道设置为IPsec隧道136A、B。
图5提供了图2的5G通信网络100在边缘站点A 106和边缘站点B 108之间的直接隧道136的端到端数据流量路径上设立QoS策略时的方框示意图。为了在边缘站点A 106和边缘站点B 108之间的直接隧道136上建立QoS连接，编排器节点102在PCF 114和AF 116上配置QoS参数，然后在5G网络实体中配置QoS参数，例如沿着通过边缘站点A 106和边缘站点B108之间的直接隧道136的端到端路径的多个路由器/交换机134。从图5中可以看出，编排器节点102将直接QoS控制信号传送到AF 116、PCF 114和多个路由器/交换机134，如图5中的实心箭头所示。此外，编排器节点102将间接QoS控制信号传送到边缘站点实体，如gNB 138和边缘UPF 126，如图5中的空心箭头所示。由编排器节点102发送到边缘站点实体126、128、138的间接QoS信号通过AF 116、PCF 114和SMF 112传送，在一些实施例中还通过AMF 110传送。编排器节点102可以通过PCF 114和AF 116的超文本传输协议2(Hypertext TransferProtocol 2，HTTP2)接口配置QoS参数。
编排器节点102优选地通过设置以下任何一项或多项来配置QoS参数：保证流比特率(Guaranteed Flow Bit Rate，GFBR)；最大流比特率(Maximum Flow Bit Rate，MFBR)；会话聚合最大比特率(Session-Aggregate Maximum Bit Rate，AMBR)；和5G QoS标识符(5GQoS Identifier，5QI)。
编排器节点102通过在沿直接隧道136的端到端路径的任何路由器/交换机134和/或连接到所述边缘站点106、108的客户驻地设备(CPE)上设置QoS参数来配置边缘站点106、108的QoS参数，在任何UE 132之间和/或在任何UE 132与至少一个边缘站点106、108的任何MEC应用128之间执行端到端QoS。
图6显示根据本发明概念的编排器节点102的一个示例性实施例。在所示实施例中，编排器节点102可以包括通信设备，如在5G核心网络104中运行的网络节点、网卡或网络电路等。
编排器节点102包括四个模块。这四个模块包括虚拟网络功能/云原生网络功能(Virtual Network Function/Cloud-Native NetworkFunction，VNF/CNF)管理模块140、配置管理模块142、隧道管理模块144和QoS管理模块146。四个模块140、142、144、146中的每一个模块都可以包括用于执行其各自功能的功能块。功能块模块包括各种数据接收器、控制元件、用户接口等。每个功能模块可以使用逻辑电路和/或存储在编排器节点102的存储器中的可执行代码/机器可读指令来实现，以便由处理器148执行，从而执行本文所述的功能。例如，可执行代码/机器可读指令可以存储在一个或多个适合的存储器149(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、磁存储器、光存储器等)中，用于存储一个或多个指令集(例如，应用软件、固件、操作系统、小程序等)、数据(例如，配置参数、运行参数和/或阈值、收集的数据、处理的数据等)等。一个或多个存储器149可以包括处理器可读存储器，用于与一个或多个处理器148相关的运行，以执行功能模块的代码段和/或利用由此提供的数据来执行功能模块的功能。此外，或者说，功能模块可以各自包括一个或多个专用处理器(例如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、和/或类似的配置)，以执行本文所述的各自功能。
参考图7和图8，图7提供了图6的编排器节点102及其与企业网络边缘站点106、108的连接的更详细的方框示意图，还显示了根据本发明的方法的步骤。图8包括图7所示方法的步骤流程图。
如图7所示，编排器节点102的VNF/CNF管理模块140执行步骤1、3和5，配置管理模块142执行步骤2和4，隧道管理模块144执行步骤6，QoS管理模块146执行步骤7和8。VNF/CNF管理模块140可以同时执行步骤1、3和5。配置管理模块142可以同时执行步骤2和4。
该方法包括如图7和8所示的步骤1至8。该方法包括步骤1：VNF/CNF管理模块140在5G核心网络104部署5G NF。与步骤1同时，VNF/CNF管理模块140可以在步骤3中在企业网络105的边缘站点106、108部署5GNF，可以在步骤5中在企业边缘站点106、108部署一个或多个MEC应用，如果需要的话，如本示例所示。
至少在步骤1之后，在步骤2，配置管理模块142在5G核心网络104中配置所部署的5G NF，如果需要，可以在步骤4中，在配置5G核心网络104中所部署的5GNF的同时，配置企业网络105的边缘站点106、108中所部署的5GNF。
一旦所有5G NF被部署并按要求配置，在步骤6，隧道管理模块144在企业网络105的边缘站点106、108之间建立直接隧道136。
该方法的步骤1至6可以被视为本发明的建立直接隧道136的方法的一个优选实施例。
在步骤6之后，在步骤7，QoS管理模块146设置5G核心网络104中的QoS参数，然后在步骤8，为构成直接隧道136的多个路由器/交换机134设置QoS参数。
该方法的步骤1至8可以被视为本发明的在边缘站点106、108之间通过直接隧道136建立端到端QoS路径的方法的一个优选实施例。
图9显示5G通信网络控制平面(Control Plane，CP)中的QoS控制。SMF管理UE的PDU会话，并根据PCF提供的信息为该流分配QFI和QoS配置。然后，SMF为UPF提供PDR，用于将SDF映射到QoS流。SMF通过AMF将QoS配置发送给gNB。gNB可以将5G QoS流映射到无线接口上的特定的数据无线承载(Data Radio Bearer，DRB)。AMF将QoS规则传送给UE，以帮助将SDF流映射到5G QoS流和正确的DRB。AMF在N1接口上向UE发送QoS规则(包过滤(PacketFilter)，QFI)和会话AMBR。AMF在N2接口上向gNB发送QoS配置(QFI、5QI、ARP、MFBR、GFBR、AMBR、通知控制、最大丢包率)。SMF在N4接口上向UPF发送SDF模板(QFI、RQA、QER)。SMF从N7接口上的PCF获取PCC规则中的SDF过滤器。
图10提供混合云上的5G通信网络100在边缘站点A106和边缘站点B 108A的UE132A、B之间的直接隧道136的端到端数据流量路径上设立QoS策略时的另一种布置的方框示意图。除了在图5的网络布置中传输的直接和间接QoS信号之外，在图10的网络布置中，编排器节点102还需要间接地向边缘站点B 108A的网络实体(例如gNB138B和边缘UPF126B)发出QoS控制信号。
图11提供混合云上的5G通信网络100在边缘站点A 106的客户驻地设备(CPE)150和边缘站点B 108的MEC128B之间的直接隧道136上的端到端数据流量路径上设立QoS策略时的又一布置的方框示意图。除了在图5的网络布置中传输的直接和间接QoS信号之外，在图11的网络布置中，编排器节点102还需要直接向边缘站点A 106的CPE 150发出QoS控制信号。
图12包括图8所示方法的替代方法步骤流程图，其中5G NF已经部署在5G核心网/公有云104中。在该方法的实施例中，VNF/CNF管理模块140不需要在5G核心网络104部署5GNF，因为这些已经部署。
该方法包括如图12所示的步骤1至7。该方法包括步骤1：VNF/CNF管理模块140在企业网络105的边缘站点106、108部署5GNF的，并且如果需要，还在步骤2中在企业边缘站点106、108部署一个或多个MEC应用128。步骤1和2可以同时实施。
至少在步骤1之后，在步骤3，配置管理模块142在5G核心网络104中配置所部署的5G NF，并且如果需要，可以在步骤4，在配置5G核心网络104中所部署的5G NF的同时，配置企业网105的边缘站点106、108中所部署的5GNF。
一旦所有5G NF被部署并按需要配置了，在步骤5，隧道管理模块144在企业网络105的边缘站点106、108之间建立直接隧道136。
该方法的步骤1至5可以被视为本发明的建立直接隧道的方法的另一个优选实施例。
在步骤5之后，在步骤6，QoS管理模块146设置5G核心网络104中的QoS参数，然后在步骤7，为构成直接隧道136的多个路由器/交换机134设置QoS参数。
该方法的步骤1至7可以被视为本发明的在边缘站点106、108之间通过直接隧道136建立端到端QoS路径的方法的另一个优选实施例。
图13包括图8或图12所示方法的替代方法的步骤流程图，其中5G NF已经部署在5G核心网络/公有云104中，并且5GNF已经部署在企业网络/私有云105中。该方法不需要VNF/CNF管理模块140在5G核心网络104部署5G NF或在企业边缘站点106、108部署5G NF。它也不需要VNF/CNF管理模块140在边缘站点106、108配置5G NF。
该方法包括如图13所示的步骤1至5。该方法包括步骤1：VNF/CNF管理模块140在企业网络105的一个或多个边缘站点106、108部署MEC应用128。在步骤1之后，在步骤2，配置管理模块142在5G核心网104中配置所部署的5GNF。
一旦所有5G NF被部署并按要求配置了，在步骤3，隧道管理模块144在企业网络105的边缘站点106、108之间建立直接隧道136。
该方法的步骤1至3可以被视为本发明的建立直接隧道136的方法的又一优选实施例。
在步骤3之后，在步骤4，QoS管理模块146设置5G核心网络104中的QoS参数，然后在步骤5，为构成直接隧道136的多个路由器/交换机134设置QoS参数。
该方法的步骤1至5可以被视为本发明通过边缘站点106、108之间通过直接隧道136建立端到端QoS路径的方法的又一优选实施例。
图14提供了说明本发明在企业网络105的一个示例性实施例中的实施情况的方框示意图。企业网络105包括第一边缘站点106，第一边缘站点106包括服务于多个5G CPE 150的本地数据中心152。在此例中，CPE 150包括LiDAR设备154，作为使用的道路管理系统。企业网络105包括具有中央数据中心156的第二边缘站点108，中央数据中心156包括用于LiDAR数据的高计算处理应用158。可以利用本发明方法在第一和第二边缘站点106、108之间建立直接隧道，以使第二站点108中用于LiDAR数据的高计算处理应用158能够支持处理在第一边缘站点106接收的LiDAR数据。直接隧道可以根据本发明的方法以QoS建立，以确保高优先级数据在第一和第二边缘站点106、108之间以可靠性和低延迟传输。
上述装置可以至少部分地用软件实现。本领域技术人员将理解，上述装置可以至少部分地使用通用计算机设备或使用定制设备来实现。
在此，本文所述的方法和装置的各个方面可以在包括通信系统的任何装置上执行。该技术的程序方面可以被认为是“产品”或“制品”，通常是以可执行代码和/或相关数据的形式，承载或体现在一种机器可读介质中。“存储”型介质包括移动站、计算机、处理器或类似设备的任何或所有存储器，或其相关模块，如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可在任何时候为软件编程提供存储。软件的全部或部分有时可以通过互联网或各种其他电信网络进行通信。例如，这种通信可以使软件从一台计算机或处理器加载到另一台计算机或处理器。因此，另一种类型的可以承载软件元素的媒体包括光波、电波和电磁波，例如在本地设备之间的物理接口上、通过有线和光学陆线网络以及通过各种空中链路使用。承载这种波的物理元件，如有线或无线链路、光链路等，也可以被认为是承载软件的介质。如本文所用，除非限于有形的非暂时性“存储”介质，否则计算机或机器“可读介质”等术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。
虽然已在附图和前面的描述中详细地说明和描述了本发明，但应将其视为说明性的而不是限制性的，应当理解的是，仅示出和描述了示例性实施例并且不以任何方式限制本发明的范围。可以理解，这里描述的任何特征可以用于任何实施例。说明性的实施例不排斥彼此或本文未述及的其他实施例。因此，本发明还提供了包括上述一个或多个说明性实施例的组合的实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行修改和变化，因此，仅应施加如所附权利要求书中所示的限制。
在所附权利要求书和本发明的前述描述中，除非上下文由于明确的语言或必要的暗示而另有要求，否则“包括”一词或诸如“包含”等变体是以包容的意义使用，即指定所述特征的存在，但不排除本发明的各种实施例中存在或添加进一步的特征。
应当理解，如果在本文中提到任何现有技术出版物，这种参考不构成承认该出版物构成本领域公知常识的一部分。

Claims (16)

1.一种在5G通信网络的边缘站点之间建立直接连接的方法，该方法包括以下步骤：
在所述5G通信网络中配置5G网络功能；
如果尚未配置，则在所述边缘站点配置5G网络功能；
基于在所述5G通信网络中和在所述边缘站点的已配置的5G网络功能，根据预定的隧道策略在所述边缘站点之间建立直接隧道；以及
在所述边缘站点之间的所述直接隧道上建立QoS连接，包括以下步骤：
在策略控制功能和应用功能上配置用于直接隧道传输的QoS参数；以及
沿着通过所述边缘站点之间的所述直接隧道的端到端路径，配置5G网络实体中的QoS参数；
其中在所述5G通信网络中和在所述边缘站点配置5G网络功能由5G通信网络的编排器节点执行，以及用于所述直接隧道的5G网络配置由边缘站点终端用户在所述编排器节点中定义；所述编排器节点通过直接信令将QoS信令推送到所述5G网络实体并在端到端路径执行QoS策略，并使用间接信令将QoS信令推送到边缘站点实体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述编排器节点存储所述5G网络配置和任何边缘站点网络配置，并使用所存储的所述5G网络配置和任何边缘站点网络配置来确定或计算在所述5G通信网络中和在所述边缘站点的每个5G网络功能的单独配置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述编排器节点将所确定的或所计算的5G网络功能配置推送给所述5G通信网络上部署的网络功能和所述边缘站点上部署的网络功能之后，所述边缘站点的用户设备建立各自的协议数据单元会话，并通过所述直接隧道上的路径发送数据流量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，会话管理功能管理每个协议数据单元会话，并根据策略控制功能提供的信息将QoS流ID和QoS配置分配给每个协议数据单元会话的数据流。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述会话管理功能向用户面功能提供包检测规则，用于将服务数据流映射到所述协议数据单元会话的所述QoS流。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述编排器节点在至少一个所述边缘站点中部署多接入边缘计算应用。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述编排器节点将所述边缘站点之间的所述直接隧道设置为互联网协议安全隧道。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述编排器节点在包括所述5G通信网络的公有云上部署包括接入和移动管理功能、会话管理功能、核心用户面功能、策略控制功能、应用功能、统一数据存储库、网络开放功能和统一数据管理的5G网络功能，并在容器、虚拟机、或裸金属服务器任一上的所述边缘站点上部署5G边缘用户面功能。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述编排器节点通过所述策略控制功能和应用功能的超文本传输协议2接口配置所述QoS参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述编排器节点通过设置以下任何一项或多项来配置所述QoS参数：保证流比特率；最大流比特率；会话聚合最大比特率；以及5G QoS标识符。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述编排器节点通过在所述边缘站点中沿着通过所述直接隧道的所述端到端路径的任意路由器、交换机和/或客户驻地设备上设置QoS参数来配置所述边缘站点中的QoS参数，以在任何用户设备之间、和/或任何用户设备与至少一个所述边缘站点中的任何多接入边缘计算应用之间执行端到端QoS。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述边缘站点是企业网络上的企业边缘站点，所述企业网络由包括所述5G通信网络的公有云网络连接。
13.一种在5G通信网络上的边缘站点之间建立QoS连接的方法，该方法包括以下步骤：
根据预定的隧道策略在所述边缘站点之间建立直接隧道；
在由公有云上的所述5G通信网络的编排器部署的策略控制功能和应用功能上配置用于直接隧道传输的QoS参数；以及
沿着通过所述边缘站点之间的所述直接隧道的端到端路径配置5G网络实体中的QoS参数；
其中在所述5G通信网络中和在所述边缘站点配置5G网络功能由5G通信网络的编排器节点执行，以及用于所述直接隧道的5G网络配置由边缘站点终端用户在所述编排器节点中定义；所述编排器节点通过直接信令将QoS信令推送到所述5G网络实体并在端到端路径执行QoS策略，并使用间接信令将QoS信令推送到边缘站点实体。
14.一种用于连接边缘站点的5G通信网络的编排器节点，所述编排器节点包括：
虚拟网络功能/云原生网络功能管理模块，其被配置为在接收到请求时在以下任何一个中部署5G网络功能：容器、虚拟机、或裸金属服务器；并为5G网络功能管理以下任何一个的生命周期：容器、虚拟机；或裸金属服务器；并根据所述5G网络功能容量的减少/增加来横向扩展/缩减以下任何一个：容器、虚拟机；或裸金属服务器；
配置管理模块，其能够在所述5G通信网络中配置5G网络功能，且如果尚未配置，则在所述边缘站点配置5G网络功能；以及
隧道管理模块，其被配置为基于在所述5G通信网络中和在所述边缘站点的已配置的5G网络功能，根据预定的隧道策略，在所述边缘站点之间建立直接隧道；以及在所述边缘站点之间的所述直接隧道上建立QoS连接，包括：在策略控制功能和应用功能上配置用于直接隧道传输的QoS参数；以及沿着通过所述边缘站点之间的所述直接隧道的端到端路径，配置5G网络实体中的QoS参数；
其中在所述5G通信网络中和在所述边缘站点配置5G网络功能由5G通信网络的编排器节点执行，以及用于所述直接隧道的5G网络配置由边缘站点终端用户在所述编排器节点中定义；所述编排器节点通过直接信令将QoS信令推送到所述5G网络实体并在端到端路径执行QoS策略，并使用间接信令将QoS信令推送到边缘站点实体。
15.根据权利要求14所述的编排器节点，包括数据库模块，以存储以下任一项：任何5G网络配置；任何边缘站点网络配置；QoS策略；和其他相关信息。
16.根据权利要求15所述的编排器节点，其中所述配置管理模块被配置为将所确定的或所计算的单个5G网络功能配置推送给所述5G通信网络上部署的网络功能和在所述边缘站点上部署的网络功能，其中所述确定的或计算的单个5G网络功能配置是根据存储在所述数据库模块中的所述5G网络配置和任何边缘站点网络配置来确定或计算的。
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