CN116761224A - 一种面向移动算力网络的分流方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种面向移动算力网络的分流方法,包括,通过用户终端向第一基站发送业务请求;通过第一基站识别业务请求中的业务,查找路由表,判断业务是否找到匹配项;若业务未找到匹配项,则根据业务类型确定业务需求信息;根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,无线延迟信息通过第一基站对业务进行无线延迟检测得到;通过第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及业务判决值计算判决参数,根据判决参数将业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。通过本发明提出的方法,可以灵活地将业务分流至本地算力节点、边缘算力节点或者中心算力节点。
Description
技术领域
本发明属于无线、计算领域。
背景技术
随着万物互联的数字时代的到来,新业态、新场景与新模式不断涌现,推动了海量数据产生,使得各行各业对通信和计算提出了更为迫切的需求。为应对多样化业务对算力的需求,云计算、边缘计算和雾计算等计算技术不断涌现。其中,云计算提供近乎无限制的弹性算力,但是因为回程时延,仅适用于需求大量算力但是时延要求不高的计算任务,比如大规模AI训练。为解决云计算所面临的高时延问题,边缘计算将算力放在网络边缘,大大降低了传输时延,适用于算力要求不高的时延敏感型计算任务,如无人驾驶中的目标识别以及虚拟现实中的视频压缩任务。与此同时,为了提升通信性能,赋能移动边缘计算,无线接入网引入虚拟化、云化、智能化等概念,逐渐成为了通算融合的基础设施,成为了理想的边缘算力平台。
为了协同网络中的泛在多级算力,运营商提出了算力网络,旨在通过网络化手段协同云边端协同算力,实现计算任务与异构算力的适配,满足用户的多样化需求,改善算力利用率。但是当前算力网络进聚焦于计算机网络,并没有将接入网云化带来的无线算力纳入其算力体系。
为充分利用网络中的泛在算力,其关键在于计算任务与算力资源的匹配。具体而言,需要根据业务特性和算力服务能力,将业务分发至合适的算力节点。本地分流技术是在移动通信网络中实现上述愿景的有效技术手段。目前移动通信网络中的分流技术主要有两种方式,一种是UPF下沉方案,另一种是在基站和核心网之间部署边缘计算网关实现业务分流。现有技术主要由一下缺点:
1)无线侧具有大量开放的优质算力资源,但是由于基站无法接收非UPF的数据输入,现有的分流技术方案在数据面都需要经过核心网的UPF转发才能够接入本地服务器。UPF下沉方案虽然减小了UPF和基站的物理距离,但仍然存在着UPF绕路问题,并且边缘UPF的部署成本较大。
2)要为业务提供Qos保障,需要充分考虑业务需求以及用户的状态信息,要实现精准决策还需要对通信状态和算力状态进行实时感知,然而现有技术方案无论是集中式还是分布式的感知,实现难度都较大,并且均会造成很大的信令开销。
3)现有的分流方案将所有业务按照统一的规则进行分流,缺乏灵活性。需要智能灵活的分流方案。
为解决以上问题,本发明提出一种适用于移动算力网络的本地分流方法。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的目的在于提出一种面向移动算力网络的分流方法,用于协同网络中的泛在多级算力。
为达上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种面向移动算力网络的分流方法,包括:
通过用户终端向第一基站发送业务请求;
通过所述第一基站识别所述业务请求中的业务,查找路由表,判断所述业务是否找到匹配项;
若所述业务未找到匹配项,则根据所述业务类型确定业务需求信息;
根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,所述无线延迟信息通过所述第一基站对所述业务进行无线延迟检测得到;
通过所述第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及所述业务判决值计算判决参数,根据所述判决参数将所述业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。
另外,根据本发明上述实施例的一种面向移动算力网络的分流方法还可以具有以下附加的技术特征:
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述用户终端通过第一基站接入无线网络,分流装置嵌入所述第一基站,为所述用户终端发起的业务提供分流功能。
进一步地,在本发明的一个实施例中,当判断所述业务找到匹配项节点或者根据所述判决参数得到分流节点后,包括:
将所述业务的目的IP地址替换成目标算力节点IP地址,维护路由表信息,并对所述业务进行转发。
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,包括:
计算业务判决值δ=T_threshold-T_wireless,其中,T_threshold表示业务信息,T_wireless表示延迟信息。
进一步地,在本发明的一个实施例中,所述根据维护的信息计算获得判决参数的方法,包括:
定义算力节点a、b、c、d的判决参数分别为Ta、Tb、Tc、Td,且Ta<Tb<Tc<Td;其中,所述判决参数根据该类业务历史的处理时延信息获得;
当Ta≤δ<Tb时,业务转发至算力节点a;
当Tb≤δ<Tc时,业务转发至算力节点b;
当Tc≤δ<Td时,业务转发至算力节点c;
当Td≤δ时,业务转发至算力节点d。
进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括:
当目的算力节点为本地服务器时,直接进行转发;当目的节点为临近基站的服务器时,通过无线网络转发到临近基站;当目的算力节点为边缘算力节点或中心算力节点时,通过UPF进行转发。
为达上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种面向移动算力网络的分流装置,包括以下模块:
发送模块,用于通过用户终端向第一基站发送业务请求;
匹配模块,用于通过所述第一基站识别所述业务请求中的业务,查找路由表,判断所述业务是否找到匹配项;
识别模块,用于若所述业务未找到匹配项,则根据所述业务类型确定业务需求信息;
检测模块,用于根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,所述无线延迟信息通过所述第一基站对所述业务进行无线延迟检测得到;
分流模块,用于通过所述第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及所述业务判决值计算判决参数,根据所述判决参数将所述业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。
进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括转发模块,用于:
将所述业务的目的IP地址替换成目标算力节点IP地址,维护路由表信息,并对所述业务进行转发。
为达上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如上所述的一种面向移动算力网络的分流方法。
为达上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种面向移动算力网络的分流方法。
本发明实施例提出的面向移动算力网络的分流方法,利用无线侧天然感知业务信息的优势,在基站内部部署本地分流装置,实现基于业务状态的动态分流,能够将信息感知带来的开销降到最小,可以改善业务服务质量。根据业务需求选择分流的目标服务器,使业务不经过核心网直接转发到无线侧的本地服务器,可以真正的做到算力资源在物理和逻辑上的下沉,充分利用无线侧的算力资源,发挥其低时延优势。在保障业务需求的前提下,最大限度的减少本地服务器资源的使用,从而保证超低时延需求的应用接入时,有本地算力资源可以为其提供服务。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施例所提供的一种面向移动算力网络的分流方法的流程示意图。
图2为本发明实施例所提供的一种面向移动算力网络的分流方法的技术路线示意图。
图3为本发明实施例所提供的一种移动算力网络分流系统组成示意图。
图4为本发明实施例所提供的一种基站收到来自服务器的下行数据时处理流程示意图。
图5为本发明实施例所提供的一种面向移动算力网络的分流装置的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的面向移动算力网络的分流方法。
图1为本发明实施例所提供的一种面向移动算力网络的分流方法的流程示意图。
如图1所示,该面向移动算力网络的分流方法包括以下步骤:
S101:通过用户终端向第一基站发送业务请求;
进一步地,在本发明的一个实施例中,用户终端通过第一基站接入无线网络,分流装置嵌入第一基站,为用户终端发起的业务提供分流功能。
具体的,用户终端向基站发送业务请求。业务请求可以通过URL或者业务的任播IP地址发起,业务请求中还可能包含但不限于源IP、用户标识(如IMSI、GUTI)、业务标识、源IP等信息。
S102:通过第一基站识别业务请求中的业务,查找路由表,判断业务是否找到匹配项;
进一步地,在本发明的一个实施例中,当判断业务找到匹配项节点或者根据判决参数得到分流节点后,包括:
将所述业务的目的IP地址替换成目标算力节点IP地址,维护路由表信息,并对业务进行转发。
具体的,S102包括识别业务请求信息,查找路由表,判断该业务是否存在匹配项。如果是则直接进行转发,否则继续执行。其中匹配信息可以包括但不限于源IP地址、目的IP地址、用户标识、服务标识等信息,路由表信息项可以包括但不限于表1信息。
表1
S103:若业务未找到匹配项,则根据业务类型确定业务需求信息;
接入基站通过识别业务标识或是其他方式识别业务信息,确定业务需求,如时延阈值Delay-threshold。
S104:根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,无线延迟信息通过第一基站对业务进行无线延迟检测得到;
基站可以对业务进行Delay-wireless检测,并且维护有临近节点以及可选算力节点的信息。节点信息可以包括但不限于节点的IP地址、部署的服务信息、无线时延、算力节点服务能力(处理单次请求的平均时延)等信息。
进一步地,在本发明的一个实施例中,根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,包括:
计算业务判决值δ=T_threshold-T_wireless,其中,T_threshold表示业务信息,T_wireless表示延迟信息。
S105:通过第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及业务判决值计算判决参数,根据判决参数将业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。
接入基站根据检测的信息,计算获得基站的判决参数,并根据判决参数将业务分流至本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。以下给出一种判决方法示例。
进一步地,在本发明的一个实施例中,根据维护的信息计算获得判决参数的方法,包括:
定义算力节点a、b、c、d的判决参数分别为Ta、Tb、Tc、Td,且Ta<Tb<Tc<Td;其中,判决参数根据该类业务历史的处理时延信息获得;
当Ta≤δ<Tb时,业务转发至算力节点a;
当Tb≤δ<Tc时,业务转发至算力节点b;
当Tc≤δ<Td时,业务转发至算力节点c;
当Td≤δ时,业务转发至算力节点d。
进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括:
当目的算力节点为本地服务器时,直接进行转发;当目的节点为临近基站的服务器时,通过无线网络转发到临近基站;当目的算力节点为边缘算力节点或中心算力节点时,通过UPF进行转发。
以上为完整的面向移动算力网络的分流方法流程,图2为本发明的技术路线示意图。
图3为发明实施例中移动算力网络分流系统组成示意图。其中:
1)用户终端是业务的发起方;
2)用户终端通过第一基站接入无线网络,分流装置嵌入其中,为用户终端发起的业务提供分流功能;
3)在第一基站中,可共享算力为基站云化的通用化算力或者智能算力,可以为基站本身功能以及第三方业务提供算力服务;
4)第二基站是与用户终端接入基站相邻的基站,和第一基站一样拥有分流装置和可共享算力;
5)通过核心网的UPF,业务可以从无线接入网被转发到边缘算力节点或中心算力节点。
图4为基站收到来自服务器的下行数据时处理流程。流程包括:
S401:基站接收来自服务器的数据包。该数据包可以来自本地算力节点、临近基站算力节点、边缘算力节点或中心算力节点;
S402:获取下行数据包的信息,查询维护的路由表;
S403:若找到匹配项,则将数据包的源IP地址修改为业务请求时的目的IP地址,并根据用户标识,转发给对应的用户终端;若未找到匹配项则直接丢弃数据包。
本发明实施例提出的面向移动算力网络的分流方法,利用无线侧天然感知业务信息的优势,在基站内部部署本地分流装置,实现基于业务状态的动态分流,能够将信息感知带来的开销降到最小,可以改善业务服务质量。根据业务需求选择分流的目标服务器,使业务不经过核心网直接转发到无线侧的本地服务器,可以真正的做到算力资源在物理和逻辑上的下沉,充分利用无线侧的算力资源,发挥其低时延优势。在保障业务需求的前提下,最大限度的减少本地服务器资源的使用,从而保证超低时延需求的应用接入时,有本地算力资源可以为其提供服务。
为了实现上述实施例,本发明还提出面向移动算力网络的分流装置。
图5为本发明实施例提供的一种面向移动算力网络的分流装置的结构示意图。
如图5所示,该面向移动算力网络的分流装置包括:发送模块100,匹配模块200,识别模块300,检测模块400,分流模块500,其中,
发送模块,用于通过用户终端向第一基站发送业务请求;
匹配模块,用于通过第一基站识别业务请求中的业务,查找路由表,判断业务是否找到匹配项;
识别模块,用于若业务未找到匹配项,则根据业务类型确定业务需求信息;
检测模块,用于根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,无线延迟信息通过第一基站对业务进行无线延迟检测得到;
分流模块,用于通过第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及业务判决值计算判决参数,根据判决参数将业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。
进一步地,在本发明的一个实施例中,还包括转发模块600,用于:
将业务的目的IP地址替换成目标算力节点IP地址,维护路由表信息,并对所述业务进行转发。
为达上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如上所述的面向移动算力网络的分流方法。
为达上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的面向移动算力网络的分流方法。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种面向移动算力网络的分流方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过用户终端向第一基站发送业务请求;
通过所述第一基站识别所述业务请求中的业务,查找路由表,判断所述业务是否找到匹配项;
若所述业务未找到匹配项,则根据所述业务类型确定业务需求信息;
根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,所述无线延迟信息通过所述第一基站对所述业务进行无线延迟检测得到;
通过所述第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及所述业务判决值计算判决参数,根据所述判决参数将所述业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述用户终端通过第一基站接入无线网络,分流装置嵌入所述第一基站,为所述用户终端发起的业务提供分流功能。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当判断所述业务找到匹配项节点或者根据所述判决参数得到分流节点后,包括:
将所述业务的目的IP地址替换成目标算力节点IP地址,维护路由表信息,并对所述业务进行转发。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,包括:
计算业务判决值δ=T_threshold-T_wireless,其中,T_threshold表示业务信息,T_wireless表示延迟信息。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据维护的信息计算获得判决参数的方法,包括:
定义算力节点a、b、c、d的判决参数分别为Ta、Tb、Tc、Td,且Ta<Tb<Tc<Td;其中,所述判决参数根据该类业务历史的处理时延信息获得;
当Ta≤δ<Tb时,业务转发至算力节点a;
当Tb≤δ<Tc时,业务转发至算力节点b;
当Tc≤δ<Td时,业务转发至算力节点c;
当Td≤δ时,业务转发至算力节点d。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括:
当目的算力节点为本地服务器时,直接进行转发;当目的节点为临近基站的服务器时,通过无线网络转发到临近基站;当目的算力节点为边缘算力节点或中心算力节点时,通过UPF进行转发。
7.一种面向移动算力网络的分流装置,其特征在于,包括以下模块:
发送模块,用于通过用户终端向第一基站发送业务请求;
匹配模块,用于通过所述第一基站识别所述业务请求中的业务,查找路由表,判断所述业务是否找到匹配项;
识别模块,用于若所述业务未找到匹配项,则根据所述业务类型确定业务需求信息;
检测模块,用于根据无线延迟信息和业务需求信息获取业务判决值,其中,所述无线延迟信息通过所述第一基站对所述业务进行无线延迟检测得到;
分流模块,用于通过所述第一基站维护有临近节点以及可选算力节点的信息,根据维护的信息以及所述业务判决值计算判决参数,根据所述判决参数将所述业务分流至第一基站本地算力节点、第二基站算力节点、边缘算力节点或是中心算力节点。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括转发模块,用于:
将所述业务的目的IP地址替换成目标算力节点IP地址,维护路由表信息,并对所述业务进行转发。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1-6中任一所述的面向移动算力网络的分流方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的面向移动算力网络的分流方法。
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