CN117546451A - 用于在生产者网络功能（nf）选择期间使用基于时隙跟踪的生产者nf性能来优化网络流量分配的方法、系统和计算机可读介质 - Google Patents

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CN117546451A CN202280044533.2A CN202280044533A CN117546451A CN 117546451 A CN117546451 A CN 117546451A CN 202280044533 A CN202280044533 A CN 202280044533A CN 117546451 A CN117546451 A CN 117546451A
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Abstract

一种用于在生产者网络功能(NF)选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的方法在包括至少一个处理器的服务通信代理(SCR)处执行。该方法包括跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性。该方法还包括从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求。该方法还包括识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF。该方法还包括以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF。该方法还包括将SBI服务请求转发到该生产者NF。

Description

用于在生产者网络功能(NF)选择期间使用基于时隙跟踪的生 产者NF性能来优化网络流量分配的方法、系统和计算机可读 介质
优先权声明
本申请要求于2021年6月23日提交的美国专利申请序列号17/356,461的优先权权益，该专利申请的公开内容通过引用将其整体并入本文中。
技术领域
本文中描述的主题涉及优化网络流量分配。更具体地，本文中描述的主题涉及用于在生产者NF选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的方法、系统和计算机可读介质。
背景技术
在5G电信网络中，提供服务的网络功能被称为生产者NF或NF服务生产者。消费服务的网络功能被称为消费者NF或NF服务消费者。网络功能可以是生产者NF、消费者NF或两者，这取决于网络功能是在消费、生产还是消费和生产服务。术语“生产者NF”和“NF服务生产者”在本文中可互换使用。类似地，术语“消费者NF”和“NF服务消费者”在本文中可互换使用。
给定的生产者NF可以具有许多服务端点，其中服务端点是由生产者NF托管的一个或多个NF实例的联系点。服务端点由因特网协议(IP)地址和端口号的组合或解析为托管生产者NF的网络节点上的IP地址和端口号的完全限定域名来识别。NF实例是提供服务的生产者NF的实例。给定的生产者NF可以包括多于一个NF实例。还应该注意的是，多个NF实例可以共享同一服务端点。
生产者NF向网络功能储存库功能(NRF)注册。NRF维护识别由每个NF实例支持的服务的可用NF实例的服务简档。术语“服务简档”和“NF简档”在本文中可互换使用。消费者NF可以订阅以接收关于已向NRF注册的生产者NF实例的信息。
除了消费者NF之外，可以订阅以接收关于NF服务实例的信息的另一种类型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，或者将流量直接路由到目的地生产者NF实例。
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的另一示例是安全边缘保护代理(SEPP)。SEPP是用于保护在不同5G公共陆地移动网络(PLMN)之间交换的控制平面流量的网络节点。因此，SEPP对在PLMN之间传输的所有应用编程接口(API)消息执行消息过滤、监管和拓扑隐藏。
5G通信网络中可能出现的一个问题是网络流量热点可能在一天当中形成。3GPP定义的NF发现过程没有提供用于以避开流量热点的方式分配流量的有效方法。例如，3GPP具有定义的NF发现服务，其中消费者NF实例在非委托发现的情况下针对用于处置服务请求的一组NF简档查询NRF。在委托发现的情况下，消费者NF实例向SCP发送服务请求，并且SCP查询NRF以获得能够提供消费者NF所请求的服务的合格生产者NF的列表。在任一情况下，在选择用于提供服务的生产者NF时没有考虑一天中的时间(time of day)。代替地，具有由NRF设置的优先级值的生产者NF简档在发现响应中被返回。SCP或消费者NF使用该优先级值来选择用于处置服务请求的生产者NF。
因为生产者NF是基于由NRF设置的优先级而选择的，所以流量热点可能在一天中的特定时间形成，从而导致服务请求的延迟处置和网络拥塞。例如，靠近办公楼的生产者NF可能在工作时间期间变得过载，并且位于体育运动场附近的生产者NF可能在体育赛事期间变得过载。由NRF设置的优先级是静态的，并且不考虑一天中的时间流量负载。作为结果，高优先级生产者NF可能变得过载，从而导致较差的性能和服务请求的延迟处置。
因此，需要考虑生产者NF在一天中的特定时间或其他合适的时隙的性能特性的、用于选择用于处置服务请求的生产者NF实例的改进的方法、系统和计算机可读介质。
发明内容
一种用于在生产者网络功能(NF)选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的方法在包括至少一个处理器的服务通信代理(SCP)处执行。该方法包括跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性。该方法还包括从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求。该方法还包括识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF。该方法还包括以至少部分地超越(override)合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置服务请求的生产者NF。该方法还包括将SBI服务请求转发到该生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，跟踪生产者NF的性能特性包括跨不同时隙跟踪每个生产者NF的负载、时延和SBI请求成功率中的至少一个。
根据本文中描述的主题的另一方面，跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性包括在SCP处维护包括与不同时隙对应的记录的数据库，所述记录针对每个时隙存储生产者NF的身份和对应的性能特性的跟踪值。
根据本文中描述的主题的另一方面，选择生产者NF包括在数据库中执行针对与当前时隙对应的记录的查找、定位与当前时隙对应的记录、从记录中读取生产者NF身份和对应的性能特性的跟踪值、并基于记录中的性能特性的跟踪值从记录中的生产者NF身份选择生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，跟踪生产者NF的性能特性包括跨时隙学习性能特性的值。
根据本文中描述的主题的另一方面，学习性能特性的值包括学习每个时隙的性能特性的期望值。
根据本文中描述的主题的另一方面，识别用于处置SBI服务请求的合格生产者NF包括由SCP向NF储存库功能(NRF)发送NF发现请求消息以及从NRF接收NF发现响应，该NF发现响应包括对于处置服务请求合格的生产者NF的NF简档。
根据本文中描述的主题的另一方面，跟踪生产者NF的性能特性包括从NF简档读取指示性能特性的测量结果的属性值。
根据本文中描述的主题的另一方面，以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式选择生产者NF包括从NF简档读取生产者NF的优先级并使用性能特性而不是来自NF简档的优先级来选择用于处置SBI服务请求的生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，用于在生产者NF选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的方法包括在SCP处接收具有低于运营商定义的阈值的第一优先级属性值的初始SBI请求和具有高于运营商定义的阈值的第二优先级属性值的初始SBI服务请求。该方法还包括基于在NF发现响应中接收到的生产者NF的优先级来选择用于处理具有第一优先级属性值的初始SBI服务请求的生产者NF，并将具有第一优先级属性值的初始SBI服务请求转发到所选择的生产者NF。该方法还包括基于生产者NF的性能特性的值来选择用于处理具有第二优先级属性值的初始SBI请求的生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，提供了一种用于在生产者网络功能(NF)选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的系统。该系统包括包含至少一个处理器的服务通信代理(SCP)。该系统还包括由至少一个处理器实现的基于时隙的生产者NF性能跟踪器，用于跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性。该系统还包括由至少一个处理器实现的生产者NF选择器，用于：从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求；识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF；以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF；以及将SBI服务请求转发到该生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为跨不同时隙跟踪每个生产者NF的负载、时延和SBI请求成功率中的至少一个。
根据本文中描述的主题的另一方面，基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为在SCP处维护包括与不同时隙对应的记录的数据库，所述记录针对每个时隙存储生产者NF的身份和对应的性能特性的跟踪值。
根据本文中描述的主题的另一方面，生产者NF选择器在选择生产者NF时被配置为在数据库中执行针对与当前时隙对应的记录的查找、定位与当前时隙对应的记录、从记录中读取生产者NF身份和对应的性能特性的跟踪值、并基于记录中的性能特性的跟踪值从记录中的生产者NF身份选择生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为跨时隙学习性能特性的期望值。
根据本文中描述的主题的另一方面，基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为通过以下步骤来识别用于处置SBI服务请求的合格生产者NF：向NF储存库功能(NRF)发送NF发现请求消息，以及从NRF接收NF发现响应，该NF发现响应包括对于处置SBI服务请求合格的生产者NF的NF简档。
根据本文中描述的主题的另一方面，基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为从NF简档读取指示性能特性的测量结果的属性值。
根据本文中描述的主题的另一方面，生产者NF选择器被配置为通过从NF简档读取生产者NF的优先级并使用性能特性而不是来自NF简档的优先级选择用于处置SBI服务请求的生产者NF，来以至少部分地超越生产者NF的优先级的方式选择生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，生产者NF选择器被配置为接收具有低于运营商定义的阈值的第一优先级属性值的初始SBI请求和具有高于运营商定义的阈值的第二优先级属性值的初始SBI服务请求；基于在NF发现响应中接收到的生产者NF的优先级来选择用于处理具有第一优先级属性值的初始SBI服务请求的生产者NF，并将具有第一优先级属性值的初始SBI请求转发到所选择的生产者NF；以及基于跟踪的生产者NF的性能特性来选择用于处理具有第二优先级属性值的初始SBI服务请求的生产者NF。
根据本文中描述的主题的另一方面，提供了一种在其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述可执行指令在由计算机的处理器执行时控制计算机在服务通信代理(SCP)处执行步骤。这些步骤包括跨不同时隙跟踪生产者网络功能(NF)的性能特性。这些步骤还包括从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求。这些步骤还包括识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF。这些步骤还包括以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF。这些步骤还包括将SBI服务请求转发到该生产者NF。
本文中描述的主题可以用与硬件和/或固件结合的软件来实现。例如，本文中描述的主题可以用由处理器执行的软件来实现。在一个示例性实现方案中，本文中描述的主题可以使用在其上存储有计算机可执行指令的非暂态计算机可读介质来实现，所述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。适合于实现本文中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，诸如盘存储器设备、芯片存储器设备、可编程逻辑设备和专用集成电路。此外，实现本文中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，或者可以跨多个设备或计算平台分布。
附图说明
现在将参考附图解释本文中描述的主题的示例性实现方案，附图中：
图1是图示示例性5G系统网络架构的网络图；
图2是图示针对NF发现服务在NF服务消费者或SCP与NRF之间交换的示例性消息的消息流图；
图3是图示当高优先级生产者NF在一天中的特定时间期间变为流量热点时可能发生的问题的网络图；
图4是图示在特定时隙期间使用跟踪的生产者NF性能信息来以降低使生产者NF过载的可能性的方式主动选择用于处置服务请求的生产者NF的网络图；
图5是图示针对委托发现的情况交换的示例性消息的消息流图，其中在特定时隙期间跟踪的生产者NF性能信息被用于生产者NF选择；
图6是跨不同时隙跟踪生产者NF性能特性并使用跟踪的生产者NF性能信息来选择用于处置服务者请求的生产者NF的SCP的框图；并且
图7是图示用于跨不同时隙跟踪和使用跟踪的生产者NF性能信息来选择用于处置服务请求的生产者NF的示例性处理的流程图。
具体实施方式
图1是图示示例性5G系统网络架构的框图。图1中的架构包括NRF 100和SCP 101，它们可以位于同一归属公共陆地移动网络(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订阅并被通知新的/更新的生产者NF服务实例的注册。SCP 101还可以支持生产者NF实例的选择和服务发现。SCP101可以执行消费者和生产者NF之间的连接的负载平衡。
NRF 100是NF或生产者NF实例的服务简档的储存库。为了与生产者NF实例通信，消费者NF或SCP必须从NRF 100获得生产者NF实例的服务简档或NF。NF或服务简档是在3GPPTS29.510中定义的JavaScript对象表示法(JSON)数据结构。NF或服务简档定义包括完全限定域名(FQDN)、因特网协议(IP)版本4(IPv4)地址或IP版本6(IPv6)地址中的至少一个。
在图1中，任何网络功能可以是消费者NF、生产者NF或两者，这取决于它们是在请求服务、提供服务还是请求并提供服务。在图示的示例中，NF包括在网络中执行策略相关操作的策略控制功能(PCF)102、管理用户数据的统一数据管理(UDM)104、以及提供应用服务的应用功能(AF)106。
图1中所示的NF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与PCF 102之间的会话。AMF 110执行与4G网络中的移动性管理实体(MME)所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为诸如用户设备(UE)114之类的寻求接入网络的用户设备(UE)执行认证服务。
网络切片选择功能(NSSF)116为寻求访问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。网络暴露功能(NEF)118为寻求获得关于物联网(IoT)设备和附接到网络的其他UE的信息的应用功能提供应用编程接口(API)。NEF 118执行与4G网络中的服务能力暴露功能(SCEF)类似的功能。
无线电接入网络(RAN)120经由无线链路将用户设备(UE)114连接到网络。可以使用g-Node B(gNB)(图1中未示出)或其他无线接入点来接入无线电接入网络120。用户平面功能(UPF)122可以支持用于用户平面服务的各种代理功能。此类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还可以支持性能测量功能，UE 114可以使用该性能测量功能来获得网络性能测量。图1中还示出了数据网络(DN)124，UE通过它访问数据网络服务，诸如因特网服务。
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可以与管理外地(foreign)PLMN的安全性的外地PLMN中的SEPP进行通信。因此，不同PLMN中的NF之间的流量可以穿越两个SEPP功能，一个用于归属PLMN，而另一个用于外地PLMN。
如上所述，5G网络中可能出现的一个问题是，随着在一天中的不同时间形成流量热点，生产者NF可能变得过载。3GPP TS29.510在表6.2.3.2.1-1中定义了可以在NF发现请求中使用的查询参数，用于识别处置发现请求的生产者NF。图2图示了3GPP TS29.510中定义的NF发现过程。参考图2，在消息流图的线1中，消费者NF 200或SCP 101向NRF 100发送NF发现请求消息，以发现能够提供消费者NF所需的服务的生产者NF实例。NF发现请求是具有查询参数的超文本传输协议(HTTP)GET消息，NRF 100使用该查询参数来选择生产者NF实例的NF简档以返回给NF服务消费者200或SCP 101。可以包括在来自3GPP TS29.510的表6.2.3.2.3.1-1的NF发现请求中的查询参数的示例包括识别被发现的目标NF的NF类型的NF类型、从消费者NF的角度识别优选地点的优选地点等。然而，表6.2.3.2.3.1-1中的参数都不能用于获得在一天中的特定时间跟踪的生产者NF性能以在NF发现或选择处理中考虑。
返回到图2中的消息流，在线2a中，NRF 100向消费者NF 200或SCP 101发送发现响应。NF发现响应包括与NF发现请求中的查询参数匹配的NF简档的列表或阵列。NF简档是3GPP TS29.510的表6.1.6.2.2-1中定义的数据结构。可以在NF简档中返回的一个参数是优先级参数，它包含优先级值(更低的值意味着更高的优先级或更优选)，消费者NF或SCP使用该优先级值来在相同类型的生产者NF中进行选择。下面示出的表1说明了可以在发现响应中的NF简档中返回的优先级参数或属性的定义。
表1：NF简档优先级属性
当消费者NF或SCP接收到具有优先级属性值的NF简档时，消费者NF或SCP使用优先级属性值选择最高优先级生产者NF来处理基于服务的接口(SBI)请求，并将SBI请求发送到所选择的生产者NF。单独使用由NRF设置的优先级属性不考虑可能跨一天中的不同时间改变的生产者NF性能特性。
如上面所指示的那样，跨网络的流量热点在一整天中变化。例如，位于商业区中的生产者NF在办公时间期间流量负载较重。位于住宅区中的生产者NF在办公时间之后流量负载较重。与流量热点区域中的生产者NF相比，流量热点区域之外的生产者NF实例不太繁忙。当流量热点区域中的生产者NF实例在NF发现响应中被标记为高优先级时，则所有流量将路由到高优先级生产者NF，这处于过载的风险中。“一天中的时间”是主动跨网络分配流量并避免过载的生产者NF实例选择的重要因素。3GPP生产者NF选择过程在生产者NF选择期间不考虑“一天中的时间”来控制朝向生产者NF的流量。
图3是图示基于优先级并且在不考虑在一天中的不同时间的生产者NF性能特性的情况下将流量路由到生产者NF的结果的网络图。参考图3，消费者NF 200和202经由中间SCP101连接到生产者NF 300、302、304和306，中间SCP 101将服务请求路由到生产者NF 300、302、304和306。消费者NF 200和202经由中间SCP连接到生产者NF 300、302、304和306的通信模型在3GPP TS29.501中被称为间接通信模型。SCP 101还可以代表消费者NF 200和202执行生产者NF发现。SCP 101代表消费者NF 200和202执行生产者NF发现的情况在3GPPTS29.501中被称为委托发现。
在图3中，框308表示在发现响应中识别出的生产者NF，其有资格提供来自消费者NF 200和202之一的服务请求中请求的服务。框310表示当前处于流量热点中的生产者NF。框312表示在流量热点之外的生产者NF。
当SCP 101接收到发现响应时，该发现响应包括合格生产者NF 300、302、304和306的NF简档。因为生产者NF 300和302具有比生产者NF 304和306更低的优先级值，所以SCP101将服务请求路由到生产者NF 300和302并且不路由到生产者NF 304和306。作为结果，即使生产者NF 304和306可以具有处置服务请求的能力，生产者NF 300和302也可能变得过载。
为了避免或降低图3中所示的场景的可能性，SCP跨一天期间的不同时隙跟踪生产者NF的性能特性。时隙是运营商定义的时间间隔，在该时间间隔期间SCP跟踪生产者NF性能并将所跟踪的性能记录在与数据库中的时隙相关联的记录中。在时隙内，SCP知道生产者NF的性能特性。SCP基于NF发现响应来确定用于处置SBI服务请求的合格生产者NF实例。SCP将流量路由到在NF发现响应中识别出的最高优先级生产者NF。对于一些SBI服务请求，SCP基于SCP针对一天中的给定时隙跟踪的生产者NF实例的性能特性来超越来自NRF的NF发现响应中的生产者NF实例的优先级。当在NF发现响应中识别出的最高优先级生产者NF正在接近过载(这意味着它们处于流量热点中)时，SCP超越发现响应中的其他生产者NF(这些生产者NF被标记为较低优先级)的优先级。当超越生产者NF的优先级时，SCP考虑当前时隙中生产者NF的(一个或多个)性能特性。SCP将较高优先级的初始请求朝着在发现响应中被标记为较高优先级的生产者NF实例路由。SCP将较低优先级的初始请求朝着它如上所述超越其优先级的其他生产者实例路由。
初始请求是与由生产者NF提供的服务事务相关联的第一SBI请求消息。初始请求可以被发送到能够提供所请求的服务的任何生产者NF。后续请求是与现有事务相关的SBI请求消息，对于该现有事务，初始请求已被发送到特定生产者NF。后续请求通常被路由到处理初始请求的同一生产者NF。
在一个示例中，SCP从初始请求中的3gpp-Sbi-Message-Priority报头确定初始请求的优先级。3gpp-Sbi-Message-Priority报头在3GPP TS29.500的第5.3.2.2节中定义，并且包含从0到31的优先级值，其中更低的优先级值指示更高优先级的消息。网络运营商可以定义阈值，诸如5，高于该阈值，初始请求被路由到其优先级被当前时隙中跟踪的性能特性超越的较低优先级生产者NF。如果初始SBI请求具有值小于或等于阈值的3gpp-Sbi-Message-Priority报头，则初始SBI请求可以被路由到较高优先级生产者NF，而不考虑当前时隙中跟踪的生产者NF的性能特性。SCP将与和初始请求消息相同的服务相关的后续请求消息路由到处置初始请求的生产者NF。
使用这种方法，流量跨流量热点区域内外的生产者NF实例进行分配。减少了流量热点区域中生产者NF实例的过载的发生。在一个示例中，SCP可以将一天划分为不同的时隙，诸如时隙1、时隙2、时隙3、时隙4等，其中时隙是任何合适的运营商定义的时间间隔。SCP跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性(诸如负载、时延和/或SBI请求成功率)。下面示出的表2说明了可以跨一天期间的不同时隙跟踪的性能特性的示例。
表2：跨时隙跟踪的生产者NF性能特性
根据表2，在时隙1中，生产者NF NF1-NF4分别具有60％、70％、20％和30％的负载。在时隙2中，生产者NF NF1-NF4的负载已分别转变为30％、20％、70％和60％。SCP 101可以跟踪生产者NF的性能特性，并维护由时隙标识符进行索引的存储器内(in-memory)数据库，使得NF发现处理可以使用单个查找来获得生产者NF的性能特性的值。通过跨一天中的不同时隙跟踪NF的负载并维护包括诸如表2中所示的信息之类的信息的数据库，SCP可以提高生产者NF选择的效率。例如，由SCP执行的生产者NF选择处理可以包括在数据库中查找当前时隙的标识符、读取性能特性的跟踪值、以及使用性能特性的值来超越在NF发现响应中接收到的生产者NF优先级。在一个示例中，性能特性的跟踪值可以由SCP中执行的处理持续更新，该处理独立于SCP中执行生产者NF选择的处理，从而进一步提高了生产者NF选择的速度和/或效率。
在一个示例中，跟踪的生产者NF性能特性的值可以是在跨不同天或其他合适的时间段跟踪的时隙期间的该特性的学习的期望值。例如。跟踪值可以是由跟踪处理持续地或周期性地更新的每个时隙的性能特性的运行平均值。使用学习的性能特性的期望值可以平滑由于优先级值的超越而发生的生产者NF负载的转变或改变，并且还可以在预测和避免生产者NF过载方面有用。
图4是图示图3中的同一网络的网络图，其中消费者NF 200和202经由中间SCP 101连接到生产者NF 300、302、304和306，中间SCP 101将服务请求路由到生产者NF 300、302、304和306。如果实现了委托发现，则SCP 101还可以代表消费者NF 200和202执行NF发现。与图3中所示的示例一样，框308表示在NF发现响应中识别出的生产者NF，其有资格提供来自消费者NF 200和202之一的SBI服务请求中请求的服务。框310表示当前处于流量热点中的生产者NF。框312表示在流量热点之外的生产者NF。
位于流量热点中的生产者NF 300和302比在流量热点之外的生产者NF 304和306具有更低(更优选)的优先级值。不是将所有服务请求路由到具有最低优先级值的生产者NF300和302，SCP 101可以基于在一天中的不同时间跟踪的生产者NF 300、302、304和306的性能来主动地将某些流量路由到流量热点之外的生产者NF 304和306。SCP 101可以超越在来自NRF的NF简档中接收到的生产者NF的优先级值，并为优先级属性值高于运营商定义的阈值的流量考虑较低优先级生产者NF 304和306。在一个示例中，SCP 101可以继续将高优先级(即，优先级属性值低于运营商定义的阈值的流量)流量路由到流量热点中的生产者NF300和302。较低优先级流量可以被路由到在流量热点之外的生产者NF 304和306。
图5是图示针对使用跨不同时隙跟踪或学习的生产者NF性能信息的生产者NF发现和选择而交换的示例性消息的消息流图。参考图5，在线1中，消费者NF 200向SCP 101发送SBI服务请求。SBI服务请求包括使SCP 101能够制定NF发现请求以发现能够提供在SBI服务请求中请求的服务的生产者NF的一个或多个参数。
在消息流图的线2中，SCP 101制定并向NRF 100发送NF发现请求。NF发现请求包括从线1中的SBI服务请求获得的服务识别参数。NRF 100接收NF发现请求并在其NF简档数据库中执行查找以识别能够提供消费者NF 200所请求的服务的生产者NF的NF简档。在消息流图的线3中，NRF 100向SCP 101发送NF发现响应消息。NF发现响应包括与发现请求中的查询参数匹配的NF简档的阵列。NF简档包括上述的优先级属性，其指示生产者NF的相对优先级并且通常将会用于接收的消费者NF或SCP的NF选择，而不考虑基于时隙的生产者NF的性能度量。
然而，在步骤4中，SCP 101不是仅使用NRF在发现响应中返回的优先级信息，而是基于在一天中的不同时间跨时隙跟踪的生产者NF性能信息来选择生产者NF。可以使用的信息的示例在上面的表2中说明。如果SBI服务请求是初始请求，则SCP 101可以确定请求中指定的优先级属性的值是否低于运营商定义的阈值(更低的优先级值指示更高优先级的消息)。如果消息中的优先级属性值低于运营商定义的阈值，则该消息是高优先级消息，并且该消息可以被路由到高优先级生产者NF，诸如生产者NF 300。如果优先级高于运营商定义的阈值，则该消息是低优先级消息，并且SCP 101通过基于跨一天中的不同时间跟踪的生产者NF的性能特性选择生产者NF来超越在发现响应中指定的生产者NF的优先级。在图示的示例中，SCP 101选择生产者NF 304，并且在线5中，向所选择的生产者NF发送服务请求消息。应当注意的是，虽然生产者NF 304具有比生产者NF 300更高(更不优选)的优先级属性值，但SCP 101相比生产者NF 300选择了生产者NF 304。在消息流图的线6中，生产者NF 304向SCP 101发送服务响应消息。在消息流图的线7中，SCP 101向消费者NF 200发送服务响应。因此，图5图示了利用委托发现的间接通信的情况，其中跨一天中的不同时间学习或跟踪的生产者NF的性能信息被用于超越由NRF返回的NF简档中指定的生产者NF的优先级。
图6是图示用于执行基于时隙的生产者NF性能跟踪并使用学习的基于时隙的性能信息来执行生产者NF选择的SCP的示例性架构的框图。参考图6，SCP 101包括至少一个处理器600和存储器602。SCP 101还包括基于时隙的生产者NF性能跟踪器604和生产者NF选择器606。基于时隙的生产者NF性能跟踪器604可以跨时隙(诸如一天中的不同时间间隔)跟踪和/或学习生产者NF的性能特性。生产者NF性能可以从在NF发现响应中接收到的容量和过载属性的值、从在对SBI服务请求的响应中接收到的容量和/或过载控制信息、在处理SBI服务请求中测量的时延和/或基于SBI请求成功率来跟踪和/或学习。生产者NF选择器606从在发现响应中从NRF 100接收到的合格生产者NF的集合的NF简档进行生产者NF选择。当确定生产者NF处于过载状态或接近过载状态时，生产者NF选择器606可以超越在对初始请求的NF发现响应中接收到的生产者NF的优先级。在一个示例中，基于时隙的生产者NF性能跟踪器604和生产者NF选择器606可以使用存储在存储器602中并由处理器600执行的计算机可执行指令来实现。如上所述，在一个示例中，基于时隙的生产者NF性能跟踪器604和生产者NF选择器606可以是独立的处理，其中基于时隙的生产者NF性能跟踪器604持续地跟踪和更新存储器内数据库中的跟踪的性能特性的值，并且生产者NF选择器606通过使用用于当前时隙或当前时间的标识符作为查找键执行查找来访问数据库。如果当前时间被用作查找键，则数据库中的条目可以通过与每个时隙对应的时间值的范围来进行索引。
图7是图示用于以至少部分地超越生产者NF的优先级并使用跨不同时隙跟踪的生产者NF的性能的方式选择用于处置SBI服务请求的生产者NF实例的示例性处理的流程图。参考图7，在步骤700中，跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性。在一个示例中，可以使用在来自关于生产者NF的NRF的发现响应中接收到的属性来跟踪时延、负载、过载状态和/或SBI请求成功率。在另一个示例中，可以基于响应于从生产者NF接收到的服务请求而携带的负载和过载信息来跟踪性能特性。可以跨一天期间的不同时隙跟踪性能特性，如上面关于表2所说明的那样。在一个示例中，跟踪的性能特性可以是学习的性能特性，诸如跨不同天(或其他运营商定义的时间段)学习的平均性能特性。
在步骤702中，该处理包括接收SBI服务请求。例如，SCP 101可以从消费者NF接收SBI服务请求，该SBI服务请求包括识别所请求的服务和/或生产者NF类型的一个或多个查询参数。
在步骤704中，该处理包括识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF。可以从在来自NRF的发现响应中返回的NF简档的集合中识别能够处置生产者NF的合格生产者NF。
在步骤706中，该处理包括以至少部分地超越生产者NF的优先级的方式并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF。例如，SCP 101可以使用所跟踪的性能特性来选择用于处置运营商定义的优先级或更低的初始SBI服务请求的合格生产者NF，其超越在NF简档中指定的生产者NF的优先级。
在步骤708中，将SBI服务请求转发到生产者NF。例如，SCP 101可以将SBI服务请求转发到在步骤706中选择的生产者NF。
本文中描述的主题使得能够实现网络资源的最优利用，而不管跨一天或其他时间段改变的流量热点。跨网络中生产者NF的流量的最优分配的可能性也增加了。较低优先级的流量由流量热点之外的生产者NF实例来处置。将较低优先级的流量转发到流量热点之外的生产者NF实例释放流量热点中的生产者NF实例来处理较高优先级的流量，这改善了响应延迟、流量成功率、往返时延和关键性能指标(KPI)，并使得能够符合服务水平协议(SLA)。本文中描述的主题降低了使流量热点中的生产者NF实例过载的可能性。通过减少生产者NF过载的发生，还增强了网络弹性。这种方法还可以通过避免流量热点中生产者NF的不必要的横向扩展来降低部署在公共云中的网络和移动虚拟网络运营商(MVNO)的运营成本。
以下参考文献中的每一个的公开内容在此通过引用将其整体并入本文中。
参考文献
1.3rd Generation Partnership Project；Technical Specification GroupCore Network and Terminals；5G System；Technical Realization of Service BasedArchitecture；Stage 3(Release 17)
3GPP TS29.500V17.2.0(2021-03).
2.3rd Generation Partnership Project；Technical Specification GroupServices and System Aspects；System architecture for the
5G System(5GS)；Stage 2(Release 17)3GPP TS23.501V17.0.0
(2021-03).
3.3rd Generation Partnership Project；Technical Specification GroupCore Network and Terminals；5G System；Network Function Repository Services；Stage 3(Release 17)3GPP TS
29.510V17.1.0(2021-03).
要理解的是，在不脱离本文中描述的主题的范围的情况下，可以改变本文中描述的主题的各种细节。此外，前述描述仅出于说明的目的，而不是出于限制的目的，因为本文中描述的主题由以下阐述的权利要求限定。

Claims (20)

1.一种用于在生产者网络功能(NF)选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的方法，所述方法包括：
在包括至少一个处理器的服务通信代理(SCP)处：
跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性；
从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求；
识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF；
以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF；以及
将SBI服务请求转发到该生产者NF。
2.根据权利要求1所述的方法，其中跟踪生产者NF的性能特性包括：跨不同时隙跟踪生产者NF中的每个生产者NF的负载、时延和SBI请求成功率中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性包括：在SCP处维护包括与不同时隙对应的记录的数据库，所述记录针对每个时隙存储生产者NF的身份和对应的性能特性的跟踪值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中选择生产者NF包括：在数据库中执行针对与当前时隙对应的记录的查找、定位与当前时隙对应的记录、从记录中读取生产者NF身份和对应的性能特性的跟踪值、并基于记录中的性能特性的跟踪值从记录中的生产者NF身份选择生产者NF。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中跟踪生产者NF的性能特性包括跨时隙学习性能特性的值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中学习性能特性的值包括学习每个时隙的性能特性的期望值。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中识别用于处置SBI服务请求的合格生产者NF包括：
由SCP向NF储存库功能(NRF)发送NF发现请求消息；以及
从NRF接收NF发现响应，该NF发现响应包括对于处置SBI服务请求合格的生产者NF的NF简档。
8.根据权利要求7所述的方法，其中跟踪生产者NF的性能特性包括从NF简档读取指示性能特性的测量结果的属性值。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中以至少部分地超越生产者NF的优先级的方式选择生产者NF包括：从NF简档读取NF简档的优先级，并使用性能特性而不是来自NF简档的优先级来选择用于处置SBI服务请求的生产者NF。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括：
在SCP处接收具有低于运营商定义的阈值的第一优先级属性值的初始SBI请求和具有高于所述运营商定义的阈值的第二优先级属性值的初始SBI服务请求；
基于在NF发现响应中接收到的生产者NF的优先级来选择用于处理具有第一优先级属性值的初始SBI服务请求的生产者NF，并将具有第一优先级属性值的初始SBI服务请求转发到所选择的生产者NF；以及
基于生产者NF的性能特性的值来选择用于处理具有第二优先级属性值的初始SBI请求的生产者NF。
11.一种用于在生产者网络功能(NF)选择期间使用基于时隙跟踪的生产者NF性能来优化网络流量分配的系统，所述系统包括：
包括至少一个处理器的服务通信代理(SCP)；
由所述至少一个处理器实现的基于时隙的生产者NF性能跟踪器，用于跨不同时隙跟踪生产者NF的性能特性；以及
由所述至少一个处理器实现的生产者NF选择器，用于：从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求；识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF；以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF；以及将SBI服务请求转发到该生产者NF。
12.根据权利要求11所述的系统，其中基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为跨不同时隙跟踪生产者NF中的每个生产者NF的负载、时延和SBI请求成功率中的至少一个。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其中基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为在SCP处维护包括与不同时隙对应的记录的数据库，所述记录针对每个时隙存储生产者NF的身份和对应的性能特性的跟踪值。
14.根据权利要求13所述的系统，其中生产者NF选择器在选择生产者NF时被配置为在数据库中执行针对与当前时隙对应的记录的查找、定位与当前时隙对应的记录、从记录中读取生产者NF身份和对应的性能特性的跟踪值、并基于记录中的性能特性的跟踪值从记录中的生产者NF身份选择生产者NF。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的系统，其中基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为跨时隙学习性能特性的期望值。
16.根据权利要求11至15中的任一项所述的系统，其中基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为通过以下步骤来识别用于处置SBI服务请求的合格生产者NF：
向NF储存库功能(NRF)发送NF发现请求消息；以及
从NRF接收NF发现响应，该NF发现响应包括对于处置SBI服务请求合格的生产者NF的NF简档。
17.根据权利要求16所述的系统，其中基于时隙的生产者NF性能跟踪器被配置为从NF简档读取指示性能特性的测量结果的属性值。
18.根据权利要求17所述的系统，其中生产者NF选择器被配置为通过从NF简档读取生产者NF的优先级并使用性能特性而不是来自NF简档的优先级选择用于处置SBI服务请求的生产者NF，来以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式选择生产者NF。
19.根据权利要求11至18中的任一项所述的系统，其中生产者NF选择器被配置为：
接收具有低于运营商定义的阈值的第一优先级属性值的初始SBI请求和具有高于所述运营商定义的阈值的第二优先级属性值的初始SBI服务请求；
基于在NF发现响应中接收到的生产者NF的优先级来选择用于处理具有第一优先级属性值的初始SBI服务请求的生产者NF，并将具有第一优先级属性值的初始SBI请求转发到所选择的生产者NF；以及
基于跟踪的生产者NF的性能特性来选择用于处理具有第二优先级属性值的初始SBI服务请求的生产者NF。
20.一种在其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读介质，所述可执行指令在由计算机的处理器执行时控制计算机执行包括以下的步骤：
在服务通信代理(SCP)处：
跨不同时隙跟踪生产者网络功能(NF)的性能特性；
从消费者NF接收基于服务的接口(SBI)服务请求；
识别能够处置SBI服务请求的合格生产者NF；
以至少部分地超越合格生产者NF的优先级的方式，并基于跨不同时隙跟踪的性能特性，从合格生产者NF中选择用于处置SBI服务请求的生产者NF；以及
将SBI服务请求转发到该生产者NF。
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