CN115412481A - 网络切片生成方法、切片控制器、网络系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种网络切片生成方法、切片控制器、网络系统和存储介质，涉及数据通信技术领域。本公开的一种网络切片生成方法，包括：控制器根据来自用户的切片申请，生成切片标识；将切片标识发送给相关的路由器；根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径；将传输路径发送给传输路径对应的源路由器。通过这样的方法，能够基于切片视角，通过定义切片标识的方式，以切片标识为关联信息实现快速的网络端到端资源灵活提供，提升切片部署和应用的便利性。

Description

网络切片生成方法、切片控制器、网络系统和存储介质

技术领域

本公开涉及数据通信技术领域，特别是一种网络切片生成方法、切片控制器、网络系统和存储介质。

背景技术

网络切片是当前面向用户提供服务的一类解决方案。SRv6(Segment RoutingIPv6，互联网协议第六版分段路由)和FlexE(Flex Ethernet，灵活以太网技术)是实现网络切片的关键技术。

相关技术中，通过SRv6-TE(Traffic Engineering，流量工程)迭代逐跳FlexE接口的SID(Security Identifiers，安全标识符)标签，组合生成网络切片。在这一过程中人工规划逐跳配置，规划沿途的路径，确保链路选择相应的FlexE接口。

发明内容

本公开的一个目的在于提高网络切片部署的效率和自动化程度。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种网络切片生成方法，包括：控制器根据来自用户的切片申请，生成切片标识；将切片标识发送给相关的路由器；根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径；将传输路径发送给传输路径对应的源路由器。

在一些实施例中，将切片标识发送给相关的路由器包括：根据切片申请确定对应的业务的沿途的路由器的集合；向集合中的路由器发送切片标识。

在一些实施例中，网络切片生成方法还包括：控制器在将切片标识发送给相关的路由器时，控制相关的路由器开启FlexE、路由协议和源路由能力，其中，路由器通过路由协议的扩展属性携带切片标识。

在一些实施例中，网络切片生成方法还包括：控制器通过与路由器之间的接口消息接收相关的路由器上传的域内拓扑信息。

在一些实施例中，根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径包括：根据路由器上传的域内拓扑信息更新切片拓扑，并更新传输路径，其中，在网络中存在故障的情况下，路由器基于路由协议更新域内拓扑信息并上传；将传输路径发送给传输路径对应的源路由器包括：将传输路径动态发送给对应的源路由器。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种切片控制器，包括：标识生成单元，被配置为根据来自用户的切片申请，生成切片标识；标识发送单元，被配置为将切片标识发送给相关的路由器；路径生成单元，被配置为根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径；路径下发单元，被配置为将传输路径发送给传输路径对应的源路由器。

在一些实施例中，标识发送单元还被配置为：根据切片申请确定对应的业务的沿途的路由器的集合；向集合中的路由器发送切片标识。

在一些实施例中，标识发送单元还被配置为：控制相关的路由器开启FlexE、路由协议和源路由能力，其中，路由器通过路由协议的扩展属性携带切片标识。

在一些实施例中，切片控制器还包括：拓扑接收单元，被配置为通过控制器与路由器之间的接口消息接收相关的路由器上传的域内拓扑信息。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种切片控制器，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上文中任意一种网络切片生成方法。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中任意一种网络切片生成方法的步骤。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种网络系统，包括：上文中任意一种切片控制器；和路由器，被配置为根据来自切片控制器的传输路径，将切片申请对应的业务引流至传输路径。

在一些实施例中，路由器还被配置为在切片控制器的触发下开启FlexE、路由协议和源路由能力；通过路由协议的扩展属性携带来自切片控制器的切片标识。

在一些实施例中，路由器还被配置为在网络中存在故障的情况下，基于路由协议更新域内拓扑信息并上传给切片控制器。

附图说明

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

图1为本公开的网络切片生成方法的一些实施例的流程图。

图2为本公开的网络切片生成方法的另一些实施例的流程图。

图3为本公开的切片控制器的一些实施例的示意图。

图4为本公开的切片控制器的另一些实施例的示意图。

图5为本公开的切片控制器的又一些实施例的示意图。

图6为本公开的网络系统的一些实施例的示意图。

图7为本公开的网络系统的另一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

本公开的网络切片生成方法的一些实施例的流程图如图1所示。

在步骤101中，控制器根据来自用户的切片申请，生成切片标识。在一些实施例中，当控制器收到来自用户的切片申请后，定义切片标识，如定义切片标识Slice-id＝Custom1。

在步骤102中，将切片标识发送给相关的路由器。在一些实施例中，相关的路由器包括从用户到切片申请对应业务的目标服务器之间的路由器，例如在从用户到目标服务器之间进行路由规划时所有可能用到的路由器。在一些实施例中，收到切片标识的路由器在自身的接口配置切片标识。

在一些实施例中，路由器可以保持开启FlexE、指定的路由协议以及指定的源路由能力，路由器通过指定的路由协议的扩展属性携带切片标识。

在另一些实施例中，控制器可以在当前步骤中，控制相关的路由器开启FlexE、指定的路由协议以及指定的源路由能力，路由器通过指定的路由协议的扩展属性携带切片标识。

在一些实施例中，指定的路由协议可以为ISIS(Intermediate System-Intermediate System，中间系统-中间系统)，指定的源路由能力可以为SRv6，路由器通过ISIS的扩展属性携带切片标识。

在步骤103中，根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径。在一些实施例中，路由器上传的域内拓扑信息根据ISIS获取。在一些实施例中，切片拓扑包括当前确定的切片所需要使用的路由器、链路、接口以及带宽等信息。

在步骤104中，将传输路径发送给传输路径对应的源路由器。在一些实施例中，源路由器可以为FHR(First-Hop Router，头端路由器)。在一些实施例中，源路由器在获取传输路径后，将切片申请对应的业务引流至传输路径。在一些实施例中，源路由器可以根据数据的五元组确定切片申请对应的业务数据，进而将确定的业务数据采用传输路径传输。在另一些实施例中，源路由器可以基于ColoR进行客户流分类。

通过这样的方法，能够基于切片视角，通过定义切片标识的方式，以切片标识为关联信息实现快速的网络端到端资源灵活提供，提升切片部署和应用的便利性。

本公开的网络切片生成方法的另一些实施例的流程图如图2所示。

在步骤201中，控制器根据来自用户的切片申请，生成切片标识。

在步骤202中，控制器将切片标识发送给相关的路由器，并控制相关的路由器开启FlexE、指定的路由协议以及指定的源路由能力。在一些实施例中，控制器可以先根据切片申请确定对应的业务的沿途的路由器的集合，集合中的路由器即为相关的路由器；进而向集合中的路由器发送切片标识，从而实现将切片标识发送给相关的路由器。

在步骤203中，控制器通过与路由器之间的接口，接收相关的路由器上传的域内拓扑信息。在一些实施例中，控制器与路由器之间基于BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)-LS(Link-state,链路状态)交互。

在步骤204中，根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径。在一些实施例中，控制器可以基于各个路由器上传的域内拓扑信息还原数据网络拓扑，进而生成从用户到目标服务器的最优路径，作为传输路径。在一些实施例中，最优路径可以为针对当前业务的最短路径、带宽最充足路径，或可以为综合各切片、业务和负载均衡因素确定的路径等。在一些实施例中，控制器可以根据用户的带宽、时延等需求规划传输路径，使得在切片资源满足用户需求的同时，网络资源得到充分应用。

在步骤205中，将传输路径发送给传输路径对应的源路由器，以便源路由器将切片申请对应的业务引流至传输路径。

在一些实施例中，路由器运行的路由协议为ISIS协议，因此当沿途链路及路由器节点故障时，可基于ISIS快速更新路由信息。当路由器更新路由信息后，执行步骤203，以便控制器及时更新域内拓扑、更新传输路径并将更新后的传输路径下发至传输路径相关的源路由器。

通过这样的方法，能够基于ISIS快速收敛的特点，使切片传输路径得到及时更新，从而及时应对切片内的链路或路由节点故障的情况，提高切片的自适应能力和健壮性，进一步降低对人工操作的需求，提高故障解决能力。

本公开的切片控制器的一些实施例的示意图如图3所示。

标识生成单元301能够根据来自用户的切片申请，生成切片标识。在一些实施例中，当控制器收到来自用户的切片申请后，定义切片标识，如定义切片标识Slice-id＝Custom1。

标识发送单元302能够将切片标识发送给相关的路由器。在一些实施例中，相关的路由器包括从用户到切片申请对应业务的目标服务器之间的路由器，例如在从用户到目标服务器之间进行路由规划时所有可能用到的路由器。在一些实施例中，收到切片标识的路由器在自身的接口配置切片标识。

路径生成单元303能够根据路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径。在一些实施例中，路由器上传的域内拓扑信息根据ISIS获取。

路径下发单元304能够将传输路径发送给传输路径对应的源路由器。源路由器能够将切片申请对应的业务引流至传输路径。在一些实施例中，源路由器可以根据数据的五元组确定切片申请对应的业务数据，进而将确定的业务数据采用传输路径传输。

这样的切片控制器能够基于切片视角，通过定义切片标识的方式，以切片标识为关联信息实现快速的网络端到端资源灵活提供，提升切片部署和应用的便利性。

在一些实施例中，如图3所示，切片控制器还可以包括拓扑接收单元305，能够基于与路由器之间的接口接收路由器上传的域内拓扑信息。

在一些实施例中，控制器与路由器之间可以基于BGP-LS交互。在一些实施例中，路由器运行ISIS协议，因此当沿途链路及路由器节点故障时，可基于ISIS快速更新路由信息。当路由器更新路由信息后，再次基于BGP-LS向切片控制器上传域内拓扑信息。切片控制器的路径生成单元303根据更新后的拓扑更新传输路径。路径下发单元304将更新后的传输路径发送给对应的源路由器，从而实现传输路径动态的发送给对应的源路由器。

这样的切片控制器能够基于ISIS快速收敛的特点，使切片传输路径得到及时更新，从而及时应对切片内的链路或路由节点故障的情况，提高切片的自适应能力和健壮性，进一步降低对人工操作的需求，提高故障解决能力。

本公开切片控制器的一个实施例的结构示意图如图4所示。切片控制器包括存储器401和处理器402。其中：存储器401可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中网络切片生成方法的对应实施例中的指令。处理器402耦接至存储器401，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器402用于执行存储器中存储的指令，能够提高切片生成的自动化程度和效率。

在一个实施例中，还可以如图5所示，切片控制器500包括存储器501和处理器502。处理器502通过BUS总线503耦合至存储器501。该切片控制器500还可以通过存储接口504连接至外部存储装置505以便调用外部数据，还可以通过网络接口506连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高切片生成的自动化程度和效率。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现网络切片生成方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开的网络系统的一些实施例的示意图如图6所示。

切片控制器61可以为上文中提到的任意一种。

数据网络62中包括多个路由器621～62n，以及路由器之间的链路，n为正整数。

路由器621～62n能够根据来自切片控制器的传输路径，将切片申请对应的业务引流至传输路径。在一些实施例中，收到来自切片控制器的传输路径的源路由器可以根据数据的五元组确定切片申请对应的业务数据，进而将确定的业务数据采用传输路径传输。

这样的网络系统能够基于切片视角，通过定义切片标识的方式，以切片标识为关联信息实现快速的网络端到端资源灵活提供，提升切片部署和应用的便利性。

在一些实施例中，路由器可以常开启FlexE、指定的路由协议以及指定的源路由能力，路由器通过指定的路由协议的扩展属性携带切片标识，从而便于快速应对切片生成。

在另一些实施例中，路由器还可以为在切片控制器的触发下开启FlexE、指定的路由协议以及指定的源路由能力，路由器通过指定的路由协议的扩展属性携带切片标识。在一些实施例中，指定的路由协议可以为ISIS，指定的源路由能力可以为SRv6，路由器通过ISIS的扩展属性携带切片标识。

这样的网络系统能够在无需人工干预的情况下快速配置网络设备支持FlexE、路由协议以及源路由能力，提高了动态生成网络切片的成功率。

在一些实施例中，路由器能够在网络中存在故障的情况下，基于ISIS更新域内拓扑信息并上传给切片控制器。切片控制器61根据接收的信息及时更新域内拓扑、更新传输路径，并将更新后的传输路径下发至传输路径相关的源路由器。

这样的网络系统能够基于ISIS快速收敛的特点，使切片传输路径得到及时更新，从而及时应对切片内的链路或路由节点故障的情况，提高切片的自适应能力和健壮性，进一步降低对人工操作的需求，提高故障解决能力。

本公开的网络系统的另一些实施例的示意图如图7所示。

切片控制器71收到用户的入云切片申请后，定义Slice-id＝Custom1，并在沿途的路由器(如R1～R6)接口使能FlexE(如图中的FlexE1.1、FlexE2.1、FlexE6.1、FlexE6.2等)，配置切片标识Custom1。另外，在沿途路由器上使能指定的路由协议和源路由能力，如ISIS及SR6能力。

路由器R1～R6通过扩展的路由协议，在其扩展属性字段携带Slice-id，并通过与切片控制器71之间的接口，向切片控制器71上传域内拓扑信息。

切片控制器71基于Slice-id生成切片拓扑，同时基于客户SLA(Service LevelAgreement，服务级别协议)生成最优的路径1，并通过源路由能力策略，如SRv6 Policy，动态下发给源路由器。

源路由器基于Color或者五元组的方式进行客户流分类，将用户入云流量牵引至路径1，从而实现客户入云流量迁引至用户定制的切片。当沿途链路及路由器节点故障时，基于ISIS快速收敛，实现切片保护。

这样的网络系统实现了动态定义IP网络切片标识，扩展了路由路由协议，能够基于切片ID动态生成切片网络拓扑，并基于客户业务参数要求生成客户切片，在FlexE相应接口上配置slice-id，使能切片，通过路由协议在域内传递切片信息，提高了应对客户定制网络切片的需求的及时性，提高了切片部署和应用的便捷度。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种网络切片生成方法，包括：

控制器根据来自用户的切片申请，生成切片标识；

将所述切片标识发送给相关的路由器；

根据所述路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径；

将所述传输路径发送给所述传输路径对应源路由器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述切片标识发送给相关的路由器包括：

根据所述切片申请确定对应的业务的沿途的路由器的集合；

向所述集合中的路由器发送所述切片标识。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

所述控制器在将所述切片标识发送给相关的路由器时，控制所述相关的路由器开启灵活以太网技术FlexE、路由协议和源路由能力，

其中，所述路由器通过路由协议的扩展属性携带所述切片标识。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

所述控制器通过与路由器之间的接口消息接收相关的路由器上传的所述域内拓扑信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述根据所述路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径包括：根据所述路由器上传的域内拓扑信息更新所述切片拓扑，并更新所述传输路径，其中，在网络中存在故障的情况下，所述路由器基于路由协议更新域内拓扑信息并上传；

所述将所述传输路径发送给所述传输路径对应的源路由器包括：将所述传输路径动态发送给对应的源路由器。

6.一种切片控制器，包括：

标识生成单元，被配置为根据来自用户的切片申请，生成切片标识；

标识发送单元，被配置为将所述切片标识发送给相关的路由器；

路径生成单元，被配置为根据所述路由器上传的域内拓扑信息，生成切片拓扑，并确定传输路径；

路径下发单元，被配置为将所述传输路径发送给所述传输路径对应的源路由器。

7.根据权利要求6所述的切片控制器，其中，所述标识发送单元还被配置为：

根据所述切片申请确定对应的业务的沿途的路由器的集合；

向所述集合中的路由器发送所述切片标识。

8.根据权利要求6所述的切片控制器，其中，所述标识发送单元还被配置为：控制所述相关的路由器开启灵活以太网技术FlexE、路由协议和源路由能力，

其中，所述路由器通过路由协议的扩展属性携带所述切片标识。

9.根据权利要求6所述的切片控制器，还包括：

拓扑接收单元，被配置为通过控制器与路由器之间的接口消息接收相关的路由器上传的所述域内拓扑信息。

10.一种切片控制器，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至5任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至5任意一项所述的方法的步骤。

12.一种网络系统，包括：

权利要求6～10任意一项所述的切片控制器；和

路由器，被配置为根据来自所述切片控制器的传输路径，将所述切片申请对应的业务引流至所述传输路径。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述路由器还被配置为在所述切片控制器的触发下开启灵活以太网技术FlexE、路由协议和源路由能力；通过所述路由协议的扩展属性携带来自所述切片控制器的切片标识。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述路由器还被配置为在网络中存在故障的情况下，基于所述路由协议更新域内拓扑信息并上传给所述切片控制器。

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