CN117979327A - 一种基于边缘upf备份组的容灾系统、方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于边缘UPF备份组的容灾系统、方法、计算设备和存储介质。根据本发明提供的技术方案，容灾系统包括：至少一个边缘UPF备份组和主备确定模块；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；主备确定模块用于确定主用UPF和至少一个备用UPF，其中，主用UPF具有对外接口的使用权限；主用UPF通过对外接口收发数据包，并获取基站及隧道信息，通过互连链路将其同步至备用UPF；当主用UPF发生故障时，则切换主备UPF。通过本发明保持对外接口在主用UPF发生故障进行主备切换时的稳定，避免了业务传输瞬断和时延抖动。

Description

一种基于边缘UPF备份组的容灾系统、方法和设备

技术领域

本发明涉及5G核心网领域，具体涉及一种基于边缘UPF备份组的容灾系统、方法、计算设备和计算机存储介质。

背景技术

随着5G技术的发展，5G技术所应用的领域也有了极大的拓展，应用范围愈发广泛。当前，5G技术面上的三大应用场景包括eMBB(Enhanced Mobile Broadband，增强移动宽带)、URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication，超高可靠性超低时延通信)、mMTC(Massive Machine Type Communication，海量物联网)。其中，URLLC具有超高可靠性、超低时延、极高可用性的特点，其主要应用与工业控制、智能电网、无人驾驶、远程手术等业务场景。上述这些业务，一旦在执行过程中出现UPF(User Plane Function，用户平面功能)故障导致数据传输中断的情况，将会造成难以估量的人身或财产损失，因此，对网络安全可靠的要求非常高，几近要求可靠性达到100％。这也就导致其对运营商网络的UPF容灾可靠性提出了极高的要求。

为保障传输的可靠性，需要对UPF进行容灾设计。目前，UPF容灾主要有组POOL方案、主备方案和用于用户平面路径方案三种方式：

其中，组POOL方案设置多套UPF组成一个UPF POOL，负荷分担地承担业务；正常工作时，在POOL内，SMF基于权重轮选可用的UPF；在POOL内某个UPF发生故障时，将该UPF上的用户去激活，在用户重新上线或新用户上线时，选择其余正常可用的UPF进行接入；在该UPF恢复正常后，则可重新选择UPF进行接入。

主备方案设置一套主用UPF和一套备用UPF，在主用UPF正常时，SMF(SessionManagement Function，会话管理功能)选择主用UPF进行业务；当主用UPF发生故障时，将主用UPF上的用户去激活；在用户重新上线或新用户上线时，SMF选择备用UPF进行接入；当主用UPF恢复正常后，接入备用UPF的用户继续使用备用UPF，新用户上线则选择主用UPF接入。但上述两种方式，在UPF发生故障时，均需要将该UPF上的用户去激活，即会导致在线用户掉线，在重连后建立新的会话传输业务，在此过程中会造成业务瞬断和业务时延抖动，影响超高可靠性、超低时延场景下的业务性能，影响业务感知。

冗余用户平面路径方案会为业务设置2个冗余的PDU会话，每个会话采用独立的用户面传输路径和独立的UPF；当其中一个UPF发生故障时，不影响业务数据的正常传输。但此方法需要额外占用大量的网络传输以及存储资源，造成严重的资源浪费。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于边缘UPF备份组的容灾系统和相应的容灾方法，计算设备以及计算机存储介质。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于边缘UPF备份组的容灾系统，所述系统包括：

至少一个边缘UPF备份组和主备确定模块；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；

所述主备确定模块用于：从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，其中，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；

在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；

所述主备确定模块进一步用于：当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

上述方案中，所述至少两个边缘UPF中每个边缘UPF设置有对应的优先级参数，并将该边缘UPF的优先级参数同步至所述至少两个边缘UPF中的其他边缘UPF；

所述主备确定模块进一步用于：根据所述至少两个边缘UPF的优先级参数从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF；其中，所述主用UPF的优先级参数高于所述至少一个备用UPF的优先级参数。

上述方案中，所述主备确定模块进一步用于：

在所述主用UPF发生故障后，若所述主用UPF恢复上线，则降低所述主用UPF的优先级参数，以使所述主用UPF的优先级参数低于所述新的主用UPF的优先级参数，将所述主用UPF作为备用UPF。

上述方案中，所述主用UPF通过所述互连链路向所述至少一个备用UPF发送心跳信息。

上述方案中，所述至少一个备用UPF将所述业务会话的会话标识、所述核心网侧的隧道信息与所述无线网侧的隧道信息进行关联保存。

上述方案中，所述至少两个边缘UPF设置在不同的机房中。

上述方案中，所述对外接口包括：N3接口和N6接口。

根据本发明的另一方面，提供了一种适用于上述方案所述的基于边缘UPF备份组的容灾系统的容灾方法，所述基于边缘UPF备份组的容灾系统包括至少一个边缘UPF备份组；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；

所述方法包括：

在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；

当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如上述的容灾方法对应的操作。

根据本发明的再一方面，提供了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述的容灾方法对应的操作。

根据本发明提供的技术方案，基于边缘UPF备份组的容灾系统包括：至少一个边缘UPF备份组和主备确定模块；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；所述主备确定模块用于：从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，其中，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；所述主备确定模块进一步用于：当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。由此解决了现有技术中，在切换主备UPF时所导致的在线用户掉线、业务瞬断和业务时延抖动的问题，以及，浪费网络传输和存储资源的问题。通过保持对外接口的稳定，在UPF发生故障进行主备UPF切换时，避免了业务传输瞬断，减少了主备UPF切换造成的业务时延抖动，保证容灾过程中对用户、基站和业务平台侧无感知，并大大降低了网络部署成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的基于边缘UPF备份组的容灾系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明另一个实施例的基于边缘UPF备份组的容灾系统的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的一种适用于所述基于边缘UPF备份组的容灾系统的容灾方法的流程示意图；

图4示出了根据本发明实施例的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的基于边缘UPF备份组的容灾系统的结构示意图；

基于边缘UPF备份组的容灾系统，包括：至少一个边缘UPF备份组和主备确定模块；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；

其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路。

具体的，如图1所示，所述容灾系统，包括：

至少一个边缘UPF备份组110以及主备确定模块120；其中，

每个边缘UPF备份组110，包括：至少两个边缘UPF101以及对外接口102；

具体的，主备确定模块120，用于从所述至少两个边缘UPF101中确定主用UPF和备用UPF，其中，所述主用UPF具有所述对外接口102的使用权限；

在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口102收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述备用UPF；

具体的，所述主备确定模块120进一步用于：当所述主用UPF发生故障时，将所述备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口102的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

根据本实施例提供的基于边缘UPF备份组的容灾系统，包括：至少一个边缘UPF备份组和主备确定模块；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；所述主备确定模块用于：从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，其中，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；所述主备确定模块进一步用于：当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。利用本发明提供的技术方案，在边缘UPF备份组中设置至少两个边缘UPF，从中确定主用UPF和备用UPF，并在主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，并通过将对外接口设置为只有当前的主用UPF才具有其使用权限并在备份组内同步与隧道相关的信息的方式，保证对外的会话传输业务的稳定，避免了容灾过程中主备UPF切换时，出现业务传输瞬断，大大提高了业务传输的稳定性，减少了业务时延抖动，且降低了网络部署成本。

图2示出了根据本发明另一个实施例的基于边缘UPF备份组的容灾系统的结构示意图。

如图2所示，所述基于边缘UPF备份组的容灾系统，包括：

边缘UPF备份组210以及主备确定模块220；其中，

所述边缘UPF备份组210还包括：第一边缘UPF201、第二边缘UPF202以及对外接口203。

具体的，所述第一边缘UPF201与所述第二边缘UPF202之间建立有互连链路；所述对外接口203包括：N3接口和N6接口；

优选的，为所述第一边缘UPF201分配N3接口，其IP地址为IPa1；分配N6接口，其IP地址为IPa2；

为所述第二边缘UPF202分配N3接口，其IP地址为IPb1；分配N6接口，其IP地址为IPb2；

所述对外接口203的N3接口的IP地址为IPc1；N6接口的IP地址为IPc2。

所述主备确定模块220用于：从所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202中确定主用UPF和备用UPF，其中，所述主用UPF具有所述对外接口203的使用权限。

具体的，所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202中每个边缘UPF均设置有对应的优先级参数，并将该边缘UPF的优先级参数同步至另一个边缘UPF；

所述主备确定模块220进一步用于：根据所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202的优先级参数从二者之中确定主用UPF和备用UPF；其中，所述主用UPF的优先级参数高于所述备用UPF的优先级参数。

优选的，所述第一边缘UPF201与所述第二边缘UPF202可以通过所述第一边缘UPF201与所述第二边缘UPF202之间的互连链路相互发送优先级通知，即在确定所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202的优先级参数后，所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202可以通过所述互连链路将各自的优先级参数同步给对方。

优选的，所述主用UPF通过所述互连链路向所述备用UPF发送心跳信息；其中，所述心跳信息为所述主用UPF的工作状态信息。所述主用UPF经过固定时间间隔向所述备用UPF发送所述心跳信息，来向其告知自身是否处于正常工作状态；所述备用UPF则启动计时器来接收所述心跳消息。

所述互连链路还可以用于在所述主用UPF和所述备用UPF之间实时同步PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)会话状态消息。

在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口203收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述备用UPF。

具体的，所述备用UPF将所述业务会话的会话标识、所述核心网侧的隧道信息与所述无线网侧的隧道信息进行关联保存。

具体的，所述主备确定模块220进一步用于：当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口203的使用权限，继续通过所述对外接口203收发数据包；

当所述主用UPF发生故障后，若所述主用UPF恢复上线，则降低所述主用UPF的优先级参数，以使所述主用UPF的优先级参数低于所述新的主用UPF的优先级参数，将所述主用UPF作为备用UPF。

优选的，所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202设置在不同的机房中。通过此种方式，进一步提高所述基于边缘UPF备份组的容灾系统的安全性和稳定性。

举例而言，若所述第一边缘UPF201在起始时所设置的优先级参数高于所述第二边缘UPF202的优先级参数，则起始时所述第一边缘UPF201为主用UPF，所述第二边缘UPF202为备用UPF；

则所述第一边缘UPF201取得所述对外接口203的使用权限，即通过所述对外接口203的N3接口(IP地址为IPc1)和N6接口(IP地址为IPc2)收发数据包；

所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202通过所述互连链路将各自的优先级参数同步给对方；所述第一边缘UPF201向所述第二边缘UPF202发送心跳信息；所述第一边缘UPF201和所述第二边缘UPF202可以通过所述互连链路实时同步PDU会话状态消息。

在业务会话的过程中，所述第一边缘UPF201通过所述对外接口203收发数据包。

具体的，在建立业务会话时，在PCF(Policy Control function，策略控制功能)为UE(User Equipment，用户设备)签约PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)会话高可靠性传输参数。AMF(Access and Mobility Management Function，接入和移动管理功能)为UE选择SMF，SMF与PCF(Packet Control Function，分组控制功能)交互建立会话策略，若PCF发现UE签约了PDU会话高可靠性传输参数，则通知SMF为UE的业务会话选择所述边缘UPF备份组210。

SMF首先从所述边缘UPF备份组210中选择所述主用UPF，即所述第一边缘UPF201，并通过N4接口与所述第一边缘UPF201进行交互。第一边缘UPF201分配N3接口的GTP-U(GPRSTunneling Protocol，GPRS隧道协议)隧道的核心网侧TEID(Tunnel EndpointIdentifier，隧道的节点标识)等隧道信息，并将核心网侧的隧道信息传递至SMF；同时，所述第一边缘UPF201通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息同步给所述第二边缘UPF202，第二边缘UPF202对所述核心网侧的隧道信息进行关联保存；

SMF将所述边缘UPF备份组210中对外接口203的N3接口IP地址IPc1以及所述核心网侧的隧道信息通过N11接口传递给AMF，再由AMF传递至5G基站，5G基站为UE的PDU业务会话分配N3接口无线网侧的隧道信息；将所述无线网侧的隧道信息以及基站地址通过AMF、SMF传递至所述第一边缘UPF201，并由所述第一边缘UPF201进行保存。此时，当前的主用UPF(第一边缘UPF201)以及5G基站相互获知了对端的IP地址以及隧道信息，通过N3接口为UE的PDU业务会话在第一边缘UPF201与5G基站之间建立GTP-U隧道。

当所述第一边缘UPF201接收到5G基站为UE的PDU业务会话分配的无线网侧的隧道信息后，通过所述互连链路将所述无线网侧的隧道信息以及所述基站地址同步至所述第二边缘UPF202；所述第二边缘UPF202对所述无线网侧的隧道信息以及所述基站地址进行关联保存。

当所述主用UPF(第一边缘UPF201)发生故障时，所述第二边缘UPF202获知此消息后，所述主备切换模块220将所述边缘UPF备份组210中的主用UPF和备用UPF进行切换，即将所述第二边缘UPF切换为新的主用UPF，将所述第一边缘UPF201切换为新的备用UPF；其中，所述第二边缘UPF202获知故障消息的方式可以为：所述第一边缘UPF201通过所述互连链路通知所述第二边缘UPF202，或者，所述第二边缘UPF202的计时器在经过固定时间间隔后未接收到所述心跳信息等，在此不做限定。

在主备UPF切换后，所述第二边缘UPF202作为新的主用UPF获得所述对外接口203的使用权限，所述第一边缘UPF201则失去所述对外接口203的使用权限；所述第二边缘UPF202向所述对外接口203的N3接口连接的外部网络发布其IP地址IPc1的路由，向N6接口连接的外部网络发布其IP地址IPc2的路由，以使所述第二边缘UPF202可以通过所述对外接口203收发数据包。

具体的，主备UPF切换后，所述第二边缘UPF202触发所述对外接口203中N3接口GTP-U隧道的切换。切换消息可以由所述第二边缘UPF202，经过SMF和AMF，进而发送至5G基站；或者，由所述第二边缘UPF202向5G基站发起GTP-U隧道切换请求消息。在GTP-U隧道的切换过程中，使用所述第二边缘UPF202关联保存的所述核心网侧的隧道信息修改所述无线网侧的隧道信息和GTP-U隧道，将隧道两端由基站和第一边缘UPF201切换为基站和第二边缘UPF202。由于切换过程中，GTP-U隧道两端的TEID等隧道信息并无变化，隧道两端的IP地址也无变化(UPF侧N3接口的IP地址仍为IPc1)，因此，GTP-U隧道切换对于基站和用户来说均无感知。

进一步的，在GTP-U隧道完成切换后，所述对外接口203中N3接口上行数据包由5G基站发送给所述第二边缘UPF202，下行数据包由所述第二边缘UPF202发送给5G基站；N6接口上、下行数据包均由所述第二边缘UPF202发送。在主备UPF切换后，所述对外接口203中N3接口和N6接口的IP地址始终无变化，因此，切换过程中，用户不需要经过掉线后再重新上线发起业务，保证了业务会话传输不中断。

当所述第一边缘UPF201从故障中恢复并重新上线，则可按照一定阶梯降低所述第一边缘UPF201的优先级参数，使其优先级参数低于所述第二边缘UPF202(即当前新的主用UPF)的优先级参数。将第一边缘UPF201降低后的优先级参数通过所述互连链路在所述边缘UPF备份组210中进行同步，以保证不会因优先级参数而触发所述边缘UPF备份组210内的主备UPF切换，也就进一步避免了所述第一边缘UPF201排除故障恢复正常对所述第二边缘UPF202业务会话可能产生的影响。

依据上述实施例，在边缘UPF备份组中设置至少两个边缘UPF，从中确定主用UPF和备用UPF，并在主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，并通过将对外接口设置为只有当前的主用UPF才具有其使用权限并在备份组内同步与隧道相关的信息的方式，使主备UPF进行切换的过程中，边缘UPF备份组进行业务传输的接口的IP地址始终无变化，进而保证对外的会话传输业务的稳定，避免了容灾过程中主备UPF切换时出现业务传输瞬断，使基站及用户对切换过程无感知，大大提高了业务传输的稳定性，减少了业务时延抖动，且降低了网络部署成本。

图3示出了根据本发明一个实施例的一种适用于所述基于边缘UPF备份组的容灾系统的容灾方法的流程示意图；

所述基于边缘UPF备份组的容灾系统包括：至少一个边缘UPF备份组；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；

具体的，所述至少两个边缘UPF中每个边缘UPF设置有对应的优先级参数，并将该边缘UPF的优先级参数同步至所述至少两个边缘UPF中的其他边缘UPF；

具体的，根据所述至少两个边缘UPF的优先级参数从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF；其中，所述主用UPF的优先级参数高于所述至少一个备用UPF的优先级参数；

在所述主用UPF发生故障后，若所述主用UPF恢复上线，则降低所述主用UPF的优先级参数，以使所述主用UPF的优先级参数低于所述新的主用UPF的优先级参数，将所述主用UPF作为备用UPF。

具体的，所述主用UPF通过所述互连链路向所述至少一个备用UPF发送心跳信息；所述至少两个边缘UPF设置在不同的机房中；所述对外接口包括：N3接口和N6接口。

如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S301：在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF。

具体的，所述至少一个备用UPF将所述业务会话的会话标识、所述核心网侧的隧道信息与所述无线网侧的隧道信息进行关联保存。

具体的，当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

步骤S302：当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

根据本实施例提供的基于边缘UPF备份组的容灾系统的容灾方法，在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。利用本发明提供的技术方案，在边缘UPF备份组中设置至少两个边缘UPF，从中确定主用UPF和备用UPF，并在主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，并通过将对外接口设置为只有当前的主用UPF才具有其使用权限并在备份组内同步与隧道相关的信息的方式，保证对外的会话传输业务的稳定，避免了容灾过程中主备UPF切换时出现业务传输瞬断，大大提高了业务传输的稳定性，减少了业务时延抖动，且降低了网络部署成本。

本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有至少一可执行指令，可执行指令可执行上述方法实施例中的容灾方法。

图4示出了根据本发明实施例的一种计算设备的结构示意图，本发明具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。

如图4所示，该计算设备可以包括：处理器(processor)402、通信接口(Communications Interface)404、存储器(memory)406、以及通信总线408。

其中：

处理器402、通信接口404、以及存储器406通过通信总线408完成相互间的通信。

通信接口404，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。

处理器402，用于执行程序410，具体可以执行上述容灾方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序410可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

处理器402可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。

存储器406，用于存放程序410。存储器406可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

程序410具体可以用于使得处理器402执行上述方法实施例中的容灾方法。程序410中各步骤的具体实现可以参见上述容灾方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。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，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种基于边缘UPF备份组的容灾系统，包括：至少一个边缘UPF备份组和主备确定模块；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；

所述主备确定模块用于：从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，其中，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；

在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；

所述主备确定模块进一步用于：当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，其中，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个边缘UPF中每个边缘UPF设置有对应的优先级参数，并将该边缘UPF的优先级参数同步至所述至少两个边缘UPF中的其他边缘UPF；

所述主备确定模块进一步用于：根据所述至少两个边缘UPF的优先级参数从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF；其中，所述主用UPF的优先级参数高于所述至少一个备用UPF的优先级参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述主备确定模块进一步用于：

在所述主用UPF发生故障后，若所述主用UPF恢复上线，则降低所述主用UPF的优先级参数，以使所述主用UPF的优先级参数低于所述新的主用UPF的优先级参数，将所述主用UPF作为备用UPF。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述主用UPF通过所述互连链路向所述至少一个备用UPF发送心跳信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个备用UPF将所述业务会话的会话标识、所述核心网侧的隧道信息与所述无线网侧的隧道信息进行关联保存。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个边缘UPF设置在不同的机房中。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，所述对外接口包括：N3接口和N6接口。

8.一种适用于权利要求1-7中任一项所述的基于边缘UPF备份组的容灾系统的容灾方法，所述基于边缘UPF备份组的容灾系统包括至少一个边缘UPF备份组；任一边缘UPF备份组包括至少两个边缘UPF以及对外接口；其中，所述至少两个边缘UPF中任两个边缘UPF之间建立有互连链路；从所述至少两个边缘UPF中确定主用UPF和至少一个备用UPF，所述主用UPF具有所述对外接口的使用权限；

所述方法包括：

在业务会话的过程中，所述主用UPF通过所述对外接口收发数据包，并获取核心网侧的隧道信息、基站地址和无线网侧的隧道信息，通过所述互连链路将所述核心网侧的隧道信息、所述基站地址和所述无线网侧的隧道信息同步至所述至少一个备用UPF；

当所述主用UPF发生故障时，将任一备用UPF切换为新的主用UPF，所述新的主用UPF具有所述对外接口的使用权限，继续通过所述对外接口收发数据包。

9.一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求8所述容灾方法对应的操作。

10.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求8所述容灾方法对应的操作。