CN117478588A - 高可用性冗余路由交换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高可用性冗余路由交换方法及系统，属于数据处理技术领域，在该方法中，当第三方业务网络的业务能够跨网络部署到运营商网络的特定区域，如通过运营商网络给该区域内的用户提供服务，那么运营商网络的通信质量往往能够影响该业务在第三方业务网络内的数据传输，如数据传输是否会出现网络拥塞。在此基础上，第三方业务网络的网络控制器能够向运营商网络订阅该区域的通信服务质量，以动态确定能够匹配该通信服务质量的冗余路由节点的数目(或者说规模)，使得在发送网络拥塞的情况下，这些冗余路由节点能够实现良好的拥塞缓解效果，且不浪费网络资源。

Description

高可用性冗余路由交换方法及系统

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种高可用性冗余路由交换方法及系统。

背景技术

路由交换是一种非常经典的技术，是计算机网络技术的核心之一，主要包括路由和交换两个方面。路由是指分组从源到目的地时，决定端到端路径的网络范围的进程，工作在OSI参考模型第三层--网络层的数据包转发设备。路由器通过转发数据包来实现网络互连。虽然路由器可以支持多种协议，但大多数路由器运行传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IPTCP/IP)。交换技术是指在网络中实现数据交换的技术，主要包括生成树协议、虚拟局域网(VLAN)、单臂路由、三层交换等。交换机可以隔离网络的冲突域，每个端口就是一个冲突域，整个交换机所有的端口将处在同一个广播域中。

但是，在路由转发的过程中，常常会发送路由拥塞。例如，在网络中数据传输超出网络传输能力时发生的情况，通常会导致数据传输变慢、丢失等问题。网络中的链路容量、交换节点缓存和处理机等资源都是网络的资源，当这些资源的需求超过了它们所能提供的可用部分时，就会发生拥塞。

目前应对路由拥塞的解决方案是提前为链路配置冗余路由，这些冗余路由只在发送拥塞时投入使用，以缓解拥塞。然而，因为拥塞是随机发生，且拥塞的程度也是随机的，因此若提前配置的冗余路由数目不够，则无法很好缓解拥塞，若提前配置的冗余路由数目过多，则导致资源浪费。

发明内容

本申请实施例提供一种高可用性冗余路由交换方法及系统，用以实现良好的拥塞缓解效果，且不浪费网络资源。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种高可用性冗余路由交换方法，应用于网络控制器，网络控制器部署在第三方业务网络，该方法包括：网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，其中，业务为第三方业务网络的业务；网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息；网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，其中，冗余路由节点被配置为在第三方业务网络内转发业务的数据的备份节点。

一种可能的设计方案中，网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，包括：网络控制器向运营商网络的NEF网元发送第三方订阅服务请求，其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息，包括：网络控制器接收NEF网元返回的用于指示区域的通信服务质量的信息。

可选地，第三方订阅服务请求包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，区域的标识为区域的地理位置信息，地理位置信息为经纬度的信息或者地理区域的信息。

一种可能的设计方案中，区域被栅格化为多个栅格，用于指示区域的通信服务质量的信息包括多个栅格各自针对业务的信号质量，网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，包括：网络控制器确定多个栅格中信号质量大于信号质量阈值的栅格的数目；网络控制器根据栅格的数目，确定栅格的数目对应的冗余路由节点的数目为第一数目，其中，栅格的数目与冗余路由节点的数目正相关。

可选地，第一数目为N，N为大于1的整数，在网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目之后，该方法还包括：网络控制器向N个冗余路由节点中的第j个路由节点发送第一配置信息#j，以及向业务的主链接中第j个路由节点对应的2个路由节点分别发送第二配置信息#j和第三配置信息#j，其中，2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j，第一配置信息#j包括业务的标识、源路由节点#j的标识和目的路由节点#j的标识，用以指示2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j；第二配置信息#j是发送给源路由节点#j的信息，第二配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点#j的标识，用以指示业务的数据还能向第j个路由节点转发；第三配置信息#j是发送给目的路由节点#j的信息，第三配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点的标识，用以指示业务的数据还能来自第j个路由节点。

可选地，若j＝1，则源路由节点#1为主链接中的第1个路由节点，目的路由节点#1为主链接中的第3个路由节点；若j＝2，则源路由节点#2为主链接中的第2个路由节点，目的路由节点#2为主链接中的第4个路由节点，以此类推，若j＝N，则源路由节点#N为主链接中的第N个路由节点，目的路由节点#N为主链接中的第N+2个路由节点。

第二方面，提供一种高可用性冗余路由交换方法，应用于运营商网络中的NWDAF网元，该方法包括：NWDAF网元接收来自运营商网络中的NEF网元的第三方订阅服务请求，其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；NWDAF网元从服务于区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息；NWDAF网元向NEF网元发送用于指示区域的通信服务质量的信息。

可选地，第三方订阅服务请求包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，区域的标识为通过区域所覆盖的所有小区的标识联合表征。

进一步的，NWDAF网元从服务于区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息，包括：NWDAF网元根据业务的类型，将区域栅格化为多个栅格；NWDAF网元通过向所有小区对应的RAN设备订阅多个栅格各自针对业务的通信测量，获取RAN设备提供的多个栅格各自针对业务的信号质量，以表征用于指示区域的通信服务质量的信息。

第三方面，提供一种高可用性冗余路由交换系统，该系统包括网络控制器和NWDAF网元，其中，网络控制器用于执行第一方面所述的方法，NWDAF网元用于执行第二方面所述的方法。

例如，网络控制器部署在第三方业务网络，网络控制器被配置为：网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，其中，业务为第三方业务网络的业务；网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息；网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，其中，冗余路由节点被配置为在第三方业务网络内转发业务的数据的备份节点。

一种可能的设计方案中，网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，包括：网络控制器向运营商网络的NEF网元发送第三方订阅服务请求，其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息，包括：网络控制器接收NEF网元返回的用于指示区域的通信服务质量的信息。

可选地，第三方订阅服务请求包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，区域的标识为区域的地理位置信息，地理位置信息为经纬度的信息或者地理区域的信息。

一种可能的设计方案中，区域被栅格化为多个栅格，用于指示区域的通信服务质量的信息包括多个栅格各自针对业务的信号质量，网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，包括：网络控制器确定多个栅格中信号质量大于信号质量阈值的栅格的数目；网络控制器根据栅格的数目，确定栅格的数目对应的冗余路由节点的数目为第一数目，其中，栅格的数目与冗余路由节点的数目正相关。

可选地，第一数目为N，N为大于1的整数，在网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目之后，该方法还包括：网络控制器向N个冗余路由节点中的第j个路由节点发送第一配置信息#j，以及向业务的主链接中第j个路由节点对应的2个路由节点分别发送第二配置信息#j和第三配置信息#j，其中，2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j，第一配置信息#j包括业务的标识、源路由节点#j的标识和目的路由节点#j的标识，用以指示2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j；第二配置信息#j是发送给源路由节点#j的信息，第二配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点#j的标识，用以指示业务的数据还能向第j个路由节点转发；第三配置信息#j是发送给目的路由节点#j的信息，第三配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点的标识，用以指示业务的数据还能来自第j个路由节点。

可选地，若j＝1，则源路由节点#1为主链接中的第1个路由节点，目的路由节点#1为主链接中的第3个路由节点；若j＝2，则源路由节点#2为主链接中的第2个路由节点，目的路由节点#2为主链接中的第4个路由节点，以此类推，若j＝N，则源路由节点#N为主链接中的第N个路由节点，目的路由节点#N为主链接中的第N+2个路由节点。

又例如，运营商网络包括NWDAF网元，NWDAF网元被配置为：NWDAF网元接收来自运营商网络中的NEF网元的第三方订阅服务请求，其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；NWDAF网元从服务于区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息；NWDAF网元向NEF网元发送用于指示区域的通信服务质量的信息。

可选地，第三方订阅服务请求包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，区域的标识为通过区域所覆盖的所有小区的标识联合表征。

进一步的，NWDAF网元从服务于区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息，包括：NWDAF网元根据业务的类型，将区域栅格化为多个栅格；NWDAF网元通过向所有小区对应的RAN设备订阅多个栅格各自针对业务的通信测量，获取RAN设备提供的多个栅格各自针对业务的信号质量，以表征用于指示区域的通信服务质量的信息。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，包括：计算机程序或指令；当该计算机程序或指令在计算机上运行时，使得该计算机执行第一方面或第二方面所述的方法。

上述的方法及系统具体如下技术效果：

当第三方业务网络的业务能够跨网络部署到运营商网络的特定区域，如通过运营商网络给该区域内的用户提供服务，那么运营商网络的通信质量往往能够影响该业务在第三方业务网络内的数据传输，如数据传输是否会出现网络拥塞。在此基础上，第三方业务网络的网络控制器能够向运营商网络订阅该区域的通信服务质量，以动态确定能够匹配该通信服务质量的冗余路由节点的数目(或者说规模)，使得在发送网络拥塞的情况下，这些冗余路由节点能够实现良好的拥塞缓解效果，且不浪费网络资源。

附图说明

图1为5G系统的架构示意图

图2为本申请实施例提供的高可用性冗余路由交换系统的架构示意图；

图3为本申请实施例提供的高可用性冗余路由交换方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的通信装置的结构示意图。

具体实施方式

方便理解，下面先介绍本申请实施例所涉及的技术术语。

第五代(5th generation，5G)移动高可用性冗余路由交换系统：

图1为5G系统的架构示意图，如图1所示，5G系统包括：接入网(access network，AN)和核心网(core network，CN)，还可以包括：终端。

上述终端可以为具有收发功能的终端，或为可设置于该终端的芯片或芯片系统。该终端也可以称为用户装置(uesr equipment，UE)、接入终端、用户单元(subscriberunit)、用户站、移动站(mobile station，MS)、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。本申请的实施例中的终端可以是手机(mobile phone)、蜂窝电话(cellular phone)、智能电话(smart phone)、平板电脑(Pad)、无线数据卡、个人数字助理电脑(personal digital assistant，PDA)、无线调制解调器(modem)、手持设备(handset)、膝上型电脑(laptop computer)、机器类型通信(machinetype communication，MTC)终端、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality，VR)终端、增强现实(augmented reality，AR)终端、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、车载终端、具有终端功能的路边单元(road side unit，RSU)等。本申请的终端还可以是作为一个或多个部件或者单元而内置于车辆的车载模块、车载模组、车载部件、车载芯片或者车载单元。

上述AN用于实现接入有关的功能，可以为特定区域的授权用户提供入网功能，并能够根据用户的级别，业务的需求等确定不同质量的传输链路以传输用户数据。AN在终端与CN之间转发控制信号和用户数据。AN可以包括：接入网设备，也可以称为无线接入网设备(radio access network，RAN)设备。

RAN设备可以是为终端提供接入的设备。例如，RAN设备可以包括：RAN设备也可以包括5G，如新空口(new radio，NR)系统中的gNB，或，5G中的基站的一个或一组(包括多个天线面板)天线面板，或者，还可以为构成gNB、传输点(transmission and reception point，TRP或者transmission point，TP)或传输测量功能(transmission measurementfunction，TMF)的网络节点，如基带单元(building base band unit，BBU)，或，集中单元(centralized unit，CU)或分布单元(distributed unit，DU)、具有基站功能的RSU，或者有线接入网关，或者5G的核心网网元。或者，RAN设备还可以包括无线保真(wirelessfidelity，WiFi)系统中的接入点(access point，AP)，无线中继节点、无线回传节点、各种形式的宏基站、微基站(也称为小站)、中继站、接入点、可穿戴设备、车载设备等等。或者，RAN设备可以也可以包括下一代移动高可用性冗余路由交换系统，例如6G的接入网设备，例如6G基站，或者在下一代移动高可用性冗余路由交换系统中，该网络设备也可以有其他命名方式，其均涵盖在本申请实施例的保护范围以内，本申请对此不做任何限定。

CN主要负责维护移动网络的签约数据，为终端提供会话管理、移动性管理、策略管理以及安全认证等功能。CN主要包括如下网元：用户面功能(user plane function，UPF)网元、认证服务功能(authentication server function，AUSF)网元、接入和移动性管理功能(access and mobility management function，AMF)网元、会话管理功能(sessionmanagement function，SMF)网元、网络切片选择功能(network slice selectionfunction，NSSF)网元、网络开放功能(network exposure function，NEF)网元、网络功能仓储功能(NF repository function，NRF)网元、策略控制功能(policy control function，PCF)网元、统一数据管理(unified data management，UDM)网元、应用功能(applicationfunction，AF)网元、以及网络切片和独立非公共网络(standalone non-public network，SNPN)的鉴权授权功能(network slice-specific and SNPN authentication andauthorization function，NSSAAF)网元。

其中，UPF网元主要负责用户数据处理(转发、接收、计费等)。例如，UPF网元可以接收来自数据网络(data network，DN)的用户数据，通过接入网设备向终端转发该用户数据。UPF网元也可以通过接入网设备接收来自终端的用户数据，并向DN转发该用户数据。DN网元指的是为用户提供数据传输服务的运营商网络。例如网际互连协议(internet protocol，IP)多媒体业务(IP multi-media srvice，IMS)、互联网(internet)等。

AUSF网元可用于执行终端的安全认证。

AMF网元主要负责移动网络中的移动性管理。例如用户位置更新、用户注册网络、用户切换等。

SMF网元主要负责移动网络中的会话管理。例如会话建立、修改、释放。具体功能例如为用户分配互联网协议(internet protocol，IP)地址，选择提供报文转发功能的UPF等。

PCF网元主要支持提供统一的策略框架来控制网络行为，提供策略规则给控制层网络功能，同时负责获取与策略决策相关的用户签约信息。PCF网元可以向AMF网元、SMF网元提供策略，例如服务质量(quality of service，QoS)策略、切片选择策略等。

NSSF网元可用于为终端选择网络切片。

NEF网元可用于支持能力和事件的开放。

UDM网元可用于存储用户数据，例如签约数据、鉴权/授权数据等。

AF网元主要支持与CN交互来提供服务，例如影响数据路由决策、策略控制功能或者向网络侧提供第三方的一些服务。

可选地，还可以有网络数据分析网元(Network Data Analytics Function，NWDAF)是3GPP 5G核心网架构中承担网络数据智能分析功能的网元，为达成不同的目的可与不同的实体产生交互。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种高可用性冗余路由交换系统，例如无线网络(Wi-Fi)系统，车到任意物体(vehicle to everything，V2X)高可用性冗余路由交换系统、设备间(device-todevie，D2D)高可用性冗余路由交换系统、车联网高可用性冗余路由交换系统、第四代(4th generation，4G)移动高可用性冗余路由交换系统，如长期演进(long term evolution，LTE)系统、全球互联微波接入(worldwide interoperability formicrowave access，WiMAX)高可用性冗余路由交换系统、第五代(5th generation，5G)，如新空口(new radio，NR)系统，以及未来的高可用性冗余路由交换系统等。

本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。

另外，在本申请实施例中，“示例的”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。

本申请实施例中，“信息(information)”，“信号(signal)”，“消息(message)”，“信道(channel)”、“信令(singaling)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是匹配的。“的(of)”，“相应的(corresponding，relevant)”和“对应的(corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是匹配的。此外，本申请提到的“/”可以用于表示“或”的关系。

本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

为便于理解本申请实施例，首先以图2中示出的高可用性冗余路由交换系统为例详细说明适用于本申请实施例的高可用性冗余路由交换系统。

图2为本申请实施例提供的一种高可用性冗余路由交换系统的架构示意图。如图2所示，该高可用性冗余路由交换系统可以包括：网络控制器和NWDAF网元。

在该高可用性冗余路由交换系统中，当第三方业务网络的业务能够跨网络部署到运营商网络的特定区域，如通过运营商网络给该区域内的用户提供服务，那么运营商网络的通信质量往往能够影响该业务在第三方业务网络内的数据传输，如数据传输是否会出现网络拥塞。在此基础上，第三方业务网络的网络控制器能够向运营商网络(如NWDAF网元)订阅该区域的通信服务质量，以动态确定能够匹配该通信服务质量的冗余路由节点的数目(或者说规模)，使得在发送网络拥塞的情况下，这些冗余路由节点能够实现良好的拥塞缓解效果，且不浪费网络资源。

可以理解，图2为便于理解而示例的简化示意图，该高可用性冗余路由交换系统中还可以包括其他网络设备，和/或，其他终端设备，图2未予以画出。

方便理解，下面将结合图3本申请实施例提供的高可用性冗余路由交换方法进行具体阐述。

示例性的，图3本申请实施例提供的高可用性冗余路由交换方法的流程示意图。该方法可以适用于上述高可用性冗余路由交换系统中网络控制器和NWDAF网元之间的通信。

S301，网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量。

上述的网络控制器可以部署在第三方业务网络。三方业务网络可以是除运营商网络以外的网络，如企业的私网。上述的业务为第三方业务网络的业务，具体可以是游戏业务、音频业务、视频业务，由于该业务可以跨网络部署到运营商网络，该业务也可以理解为是运营商网络中的边缘业务。

网络控制器可以向运营商网络中的NEF网元发送第三方订阅服务请求。其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量，例如，第三方订阅服务请求可以包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息。其中，区域的标识为区域的地理位置信息，地理位置信息为经纬度的信息或者地理区域的信息。

NEF网元认为网络控制器是第三方的AF，因此可以验证AF是否可信，在可信的情况下，NEF网元接受第三方订阅服务请求，并将第三方订阅服务请求中区域的地理位置信息转换为运营商网络能够识别的信息，如通过区域所覆盖的所有小区的标识联合表征，也即，区域的标识可以通过区域所覆盖的所有小区的标识联合表征，然后向NWDAF发送该第三方订阅服务请求。

NWDAF可以接收来自运营商网络中的NEF网元的第三方订阅服务请求，如接收包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息的第三方订阅服务请求。NWDAF网元可以从服务于上述区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息。NWDAF网元可以根据该业务的类型，将区域栅格化为多个栅格。例如，业务的类型不行，栅格的数目也不同，或者说划分栅格的粒度不同，比如，游戏业务，格栅粒度细，栅格的数目更多，又比如，网络浏览业务，格栅粒度粗，栅格的数目更少。当然，业务的类型与划分栅格的粒度的对应关系是NWDAF网元与网络控制器事先对齐的，如NWDAF网元事先通过NEF网元告知网络控制器，以便网络控制器能够据此配置下述的M个区间(具体可以参考下文的介绍)的数值，划分栅格的粒度越细，该M个区间中任一区间的端点值越大。

NWDAF网元通过向所有小区对应的RAN设备订阅多个栅格各自针对业务的通信测量，此时，RAN设备可以指示位于每个栅格内且承载有上述业务的终端测量该业务的信号质量，如丢包率、信道的干扰强度等，并上报给RAN设备。RAN设备将每个栅格内的终端上报的信号质量平均，即得到该栅格针对该业务的通信测量，共得到多个栅格各自针对业务的通信测量。如此，RAN设备可以向NWDAF网元发送多个栅格各自针对业务的信号质量，相应的，NWDAF网元可以获取RAN设备提供的多个栅格各自针对业务的信号质量，以表征用于指示区域的通信服务质量的信息。最后，NWDAF网元向NEF网元发送用于指示区域的通信服务质量的信息。

S302，网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息。

网络控制器可以接收NEF网元返回的用于指示所述区域的通信服务质量的信息，如该信息可以承载在用于响应上述的第三方订阅服务请求的第三方订阅服务响应中。

S303，网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目。

其中，冗余路由节点被配置为在第三方业务网络内转发业务的数据的备份节点，也即，只有发生网络拥塞时，备份节点才参与数据报文的转发，以缓解拥塞。

一种可能的设计方案中，由于该区域被栅格化为多个栅格，用于指示区域的通信服务质量的信息包括多个栅格各自针对业务的信号质量，因此，网络控制器可以确定多个栅格中信号质量大于信号质量阈值的栅格的数目；网络控制器还可以根据栅格的数目，确定栅格的数目对应的冗余路由节点的数目为第一数目，其中，栅格的数目与冗余路由节点的数目正相关。例如，网络控制器可以根据栅格的数目，确定其位于取值连续的M个区间中的第i个区间，M为大于1的整数，i为取1至M的任一整数，M个区间与M种冗余路由节点的数目一一对应，且任两种冗余路由节点的数目不同，如此，网络控制器可以确定第i个区间对应的一种冗余路由节点的数目，即为栅格的数目对应的冗余路由节点的数目，也即，第一数目。

可选地，第一数目为N，N为大于1的整数，在网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目之后，该方法还包括：网络控制器向N个冗余路由节点中的第j个路由节点发送第一配置信息#j，以及向业务的主链接中第j个路由节点对应的2个路由节点分别发送第二配置信息#j和第三配置信息#j。

其中，2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j，第一配置信息#j包括业务的标识、源路由节点#j的标识和目的路由节点#j的标识，用以指示2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j；第二配置信息#j是发送给源路由节点#j的信息，第二配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点#j的标识，用以指示业务的数据还能向第j个路由节点转发；第三配置信息#j是发送给目的路由节点#j的信息，第三配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点的标识，用以指示业务的数据还能来自第j个路由节点。

可选地，若j＝1，则源路由节点#1为主链接中的第1个路由节点，目的路由节点#1为主链接中的第3个路由节点；若j＝2，则源路由节点#2为主链接中的第2个路由节点，目的路由节点#2为主链接中的第4个路由节点，以此类推，若j＝N，则源路由节点#N为主链接中的第N个路由节点，目的路由节点#N为主链接中的第N+2个路由节点。也就是说，第N+2个路由节点可以是出口节点，也可以不是。换言之，增加冗余路由节点的数目，就是按链路的发送顺利，往后继续增加冗余路由节点，形成嵌套，直至第N+2个路由节点是出口节点时，冗余路由节点的数目达到上限，不再增加。

例如，主链路的转发顺序为：A节点→B节点→C节点→D节点→E节点。冗余路由节点#1的源路由节点为A节点，冗余路由节点#1的目的路由节点为C节点，也即，A节点在B节点发生网络拥塞的情况下，可以选择将部分数据报文发往冗余路由节点#1，由冗余路由节点#1转发到C节点，以缓解B节点发生的网络拥塞。同理，冗余路由节点#2的源路由节点为B节点，冗余路由节点#2的目的路由节点为D节点，也即，B节点在C节点发生网络拥塞的情况下，可以选择将部分数据报文发往冗余路由节点#2，由冗余路由节点#2转发到D节点，以缓解C节点发生的网络拥塞。同理，冗余路由节点#3的源路由节点为C节点，冗余路由节点#3的目的路由节点为E节点，也即，C节点在D节点发生网络拥塞的情况下，可以选择将部分数据报文发往冗余路由节点#3，由冗余路由节点#3转发到E节点，以缓解D节点发生的网络拥塞。可以看出，这种嵌套方式的链路结构，可以使得B节点，C节点，D节点上的拥塞都能得到有效缓解。

综上，当第三方业务网络的业务能够跨网络部署到运营商网络的特定区域，如通过运营商网络给该区域内的用户提供服务，那么运营商网络的通信质量往往能够影响该业务在第三方业务网络内的数据传输，如数据传输是否会出现网络拥塞。在此基础上，第三方业务网络的网络控制器能够向运营商网络订阅该区域的通信服务质量，以动态确定能够匹配该通信服务质量的冗余路由节点的数目(或者说规模)，使得在发送网络拥塞的情况下，这些冗余路由节点能够实现良好的拥塞缓解效果，且不浪费网络资源。

以上结合图2详细说明了本申请实施例提供的高可用性冗余路由交换方法。以下结合图3详细说明用于执行上述方法的高可用性冗余路由交换系统。

该系统包括网络控制器和NWDAF网元。

例如，网络控制器部署在第三方业务网络，网络控制器被配置为：网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，其中，业务为第三方业务网络的业务；网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息；网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，其中，冗余路由节点被配置为在第三方业务网络内转发业务的数据的备份节点。

一种可能的设计方案中，网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，包括：网络控制器向运营商网络的NEF网元发送第三方订阅服务请求，其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；网络控制器接收运营商网络返回的用于指示区域的通信服务质量的信息，包括：网络控制器接收NEF网元返回的用于指示区域的通信服务质量的信息。

可选地，第三方订阅服务请求包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，区域的标识为区域的地理位置信息，地理位置信息为经纬度的信息或者地理区域的信息。

一种可能的设计方案中，区域被栅格化为多个栅格，用于指示区域的通信服务质量的信息包括多个栅格各自针对业务的信号质量，网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，包括：网络控制器确定多个栅格中信号质量大于信号质量阈值的栅格的数目；网络控制器根据栅格的数目，确定栅格的数目对应的冗余路由节点的数目为第一数目，其中，栅格的数目与冗余路由节点的数目正相关。

可选地，第一数目为N，N为大于1的整数，在网络控制器根据用于指示区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目之后，该方法还包括：网络控制器向N个冗余路由节点中的第j个路由节点发送第一配置信息#j，以及向业务的主链接中第j个路由节点对应的2个路由节点分别发送第二配置信息#j和第三配置信息#j，其中，2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j，第一配置信息#j包括业务的标识、源路由节点#j的标识和目的路由节点#j的标识，用以指示2个路由节点分别为业务的源路由节点#j和业务的目的路由节点#j；第二配置信息#j是发送给源路由节点#j的信息，第二配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点#j的标识，用以指示业务的数据还能向第j个路由节点转发；第三配置信息#j是发送给目的路由节点#j的信息，第三配置信息#j包括业务的标识和第j个路由节点的标识，用以指示业务的数据还能来自第j个路由节点。

可选地，若j＝1，则源路由节点#1为主链接中的第1个路由节点，目的路由节点#1为主链接中的第3个路由节点；若j＝2，则源路由节点#2为主链接中的第2个路由节点，目的路由节点#2为主链接中的第4个路由节点，以此类推，若j＝N，则源路由节点#N为主链接中的第N个路由节点，目的路由节点#N为主链接中的第N+2个路由节点。

又例如，运营商网络包括NWDAF网元，NWDAF网元被配置为：NWDAF网元接收来自运营商网络中的NEF网元的第三方订阅服务请求，其中，第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；NWDAF网元从服务于区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息；NWDAF网元向NEF网元发送用于指示区域的通信服务质量的信息。

可选地，第三方订阅服务请求包括业务的标识、区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，区域的标识为通过区域所覆盖的所有小区的标识联合表征。

进一步的，NWDAF网元从服务于区域的RAN设备获取用于指示区域的通信服务质量的信息，包括：NWDAF网元根据业务的类型，将区域栅格化为多个栅格；NWDAF网元通过向所有小区对应的RAN设备订阅多个栅格各自针对业务的通信测量，获取RAN设备提供的多个栅格各自针对业务的信号质量，以表征用于指示区域的通信服务质量的信息。

图4为本申请实施例提供的通信装置的结构示意图。示例性地，该通信装置可以是终端设备，也可以是可设置于终端设备的芯片(系统)或其他部件或组件。如图4所示，通信装置400可以包括处理器401。可选地，通信装置400还可以包括存储器402和/或收发器403。其中，处理器401与存储器402和收发器403耦合，如可以通过通信总线连接。此外，通信装置400也可以是芯片，如包括处理器401，此时，收发器可以是芯片的输出输入接口。

下面结合图4对通信装置400的各个构成部件进行具体的介绍：

其中，处理器401是通信装置400的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器401是一个或多个中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以是特定集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)。

可选地，处理器401可以通过运行或执行存储在存储器402内的软件程序，以及调用存储在存储器402内的数据，执行通信装置400的各种功能，例如执行上述图3所示的高可用性冗余路由交换方法。

在具体的实现中，作为一种实施例，处理器401可以包括一个或多个CPU，例如图4中所示出的CPU0和CPU1。

在具体实现中，作为一种实施例，通信装置400也可以包括多个处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序或指令)的处理核。

其中，所述存储器402用于存储执行本申请方案的软件程序，并由处理器401来控制执行，具体实现方式可以参考上述方法实施例，此处不再赘述。

可选地，存储器402可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器402可以和处理器401集成在一起，也可以独立存在，并通过通信装置400的接口电路(图4中未示出)与处理器401耦合，本申请实施例对此不作具体限定。

收发器403，用于与其他通信装置之间的通信。例如，通信装置400为终端设备，收发器403可以用于与网络设备通信，或者与另一个终端设备通信。又例如，通信装置400为网络设备，收发器403可以用于与终端设备通信，或者与另一个网络设备通信。

可选地，收发器403可以包括接收器和发送器(图4中未单独示出)。其中，接收器用于实现接收功能，发送器用于实现发送功能。

可选地，收发器403可以和处理器401集成在一起，也可以独立存在，并通过通信装置400的接口电路(图4中未示出)与处理器401耦合，本申请实施例对此不作具体限定。

可以理解的是，图4中示出的通信装置400的结构并不构成对该通信装置的限定，实际的通信装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

此外，通信装置400的技术效果可以参考上述方法实施例所述的方法的技术效果，此处不再赘述。

应理解，在本申请实施例中的处理器可以是中央处理单元(central processingunit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

还应理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random accessmemory，RAM)可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(doubledata rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM，DR RAM)。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件(如电路)、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高可用性冗余路由交换方法，其特征在于，应用于网络控制器，所述网络控制器部署在第三方业务网络，所述方法包括：

所述网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，其中，所述业务为所述第三方业务网络的业务；

所述网络控制器接收所述运营商网络返回的用于指示所述区域的通信服务质量的信息；

所述网络控制器根据所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，其中，所述冗余路由节点被配置为在所述第三方业务网络内转发所述业务的数据的备份节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络控制器向运营商网络请求业务所在的区域的通信服务质量，包括：

所述网络控制器向所述运营商网络的NEF网元发送第三方订阅服务请求，其中，所述第三方订阅服务请求用于请求订阅所述业务所在的区域的通信服务质量；

所述网络控制器接收所述运营商网络返回的用于指示所述区域的通信服务质量的信息，包括：

所述网络控制器接收所述NEF网元返回的所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三方订阅服务请求包括所述业务的标识、所述区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，所述区域的标识为所述区域的地理位置信息，所述地理位置信息为经纬度的信息或者地理区域的信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域被栅格化为多个栅格，所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息包括所述多个栅格各自针对所述业务的信号质量，所述网络控制器根据所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目，包括：

所述网络控制器确定所述多个栅格中所述信号质量大于信号质量阈值的栅格的数目；

所述网络控制器根据所述栅格的数目，确定所述栅格的数目对应的所述冗余路由节点的数目为第一数目，其中，所述栅格的数目与所述冗余路由节点的数目正相关。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一数目为N，N为大于1的整数，在所述网络控制器根据所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息，确定冗余路由节点的数目之后，所述方法还包括：

所述网络控制器向N个冗余路由节点中的第j个路由节点发送第一配置信息#j，以及向所述业务的主链接中第j个路由节点对应的2个路由节点分别发送第二配置信息#j和第三配置信息#j，其中，所述2个路由节点分别为所述业务的源路由节点#j和所述业务的目的路由节点#j，所述第一配置信息#j包括所述业务的标识、所述源路由节点#j的标识和所述目的路由节点#j的标识，用以指示所述2个路由节点分别为所述业务的所述源路由节点#j和所述业务的所述目的路由节点#j；所述第二配置信息#j是发送给所述源路由节点#j的信息，所述第二配置信息#j包括所述业务的标识和所述第j个路由节点#j的标识，用以指示所述业务的数据还能向所述第j个路由节点转发；所述第三配置信息#j是发送给所述目的路由节点#j的信息，所述第三配置信息#j包括所述业务的标识和所述第j个路由节点的标识，用以指示所述业务的数据还能来自所述第j个路由节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若j＝1，则所述源路由节点#1为所述主链接中的第1个路由节点，所述目的路由节点#1为所述主链接中的第3个路由节点；若j＝2，则所述源路由节点#2为所述主链接中的第2个路由节点，所述目的路由节点#2为所述主链接中的第4个路由节点，以此类推，若j＝N，则所述源路由节点#N为所述主链接中的第N个路由节点，所述目的路由节点#N为所述主链接中的第N+2个路由节点。

7.一种高可用性冗余路由交换方法，其特征在于，应用于运营商网络中的NWDAF网元，所述方法包括：

所述NWDAF网元接收来自所述运营商网络中的NEF网元的第三方订阅服务请求，其中，所述第三方订阅服务请求用于请求订阅业务所在的区域的通信服务质量；

所述NWDAF网元从服务于所述区域的RAN设备获取用于指示所述区域的通信服务质量的信息；

所述NWDAF网元向所述NEF网元发送所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第三方订阅服务请求包括所述业务的标识、所述区域的标识以及用于请求订阅通信服务质量的信息，其中，所述区域的标识为通过所述区域所覆盖的所有小区的标识联合表征。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述NWDAF网元从服务于所述区域的RAN设备获取用于指示所述区域的通信服务质量的信息，包括：

所述NWDAF网元根据所述业务的类型，将所述区域栅格化为多个栅格；

所述NWDAF网元通过向所述所有小区对应的RAN设备订阅所述多个栅格各自针对所述业务的通信测量，获取所述RAN设备提供的所述多个栅格各自针对所述业务的信号质量，以表征所述用于指示所述区域的通信服务质量的信息。

10.一种高可用性冗余路由交换系统，其特征在于，所述系统包括网络控制器和NWDAF网元，其中，所述网络控制器用于执行如权利要求1-6中任一项所述的方法，所述NWDAF网元用于执行如权利要求7-9中任一项所述的方法。