TWI786908B - 用於優化網路功能管理之系統、方法及其電腦可讀媒介 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭露用於優化網路功能管理之系統、方法及其電腦可讀媒介，係藉由開發相容於ETSI所訂定標準MANO框架的通用性的OAM系統架構，以有效整合並管理不同廠商之網元(包括VNF與CNF)的資源與局情組態，故可在保有標準MANO框架之優點下彈性整合不同網元的收容管理，進而減少各類OAM系統的客製化開發與其間資訊傳遞之成本，並提升整體效率。

Description

用於優化網路功能管理之系統、方法及其電腦可讀媒介
本發明係關於電信雲與原生雲管理技術，特別是關於用於優化網路功能管理之系統、方法及其電腦可讀媒介。
隨著第五代行動通訊(5G)技術的發展，基於5G核網的網路功能(Network Function,NF)亦漸漸從虛擬化網路功能(Virtualized Network Function,VNF)往容器化網路功能(Container Network Function,CNF)發展。一般國內外廠商對於各類網元(例如，上述之各類NF)的資源管理主要採用客製化的營運管理與維護(Operations,Administration and Management,OAM)系統針對其VNF或CNF進行個別的資源管理。然而，此種資源管理方式不僅缺乏通用性，且會增加OAM系統的客製化開發成本及不同OAM系統間資訊傳遞的成本，導致整體效率低落。
因此，如何開發通用性的OAM系統架構，以有效整合並管理不同廠商之網元(包括VNF與CNF)的資源與局情組態，已成為本領域亟需解決的課題之一。
本發明係提供一種用於優化網路功能管理之系統，係相容於管理與調定框架或架構中，包括：軟體網路服務調定控制模組，係用於分析來自該管理與調定框架或架構之收容請求所對應網元的類型；軟體網路服務管理模組，係用於在該收容請求對應的該網元屬於虛擬化網路功能的類型時，執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理；以及容器網路服務管理模組，係用於在該收容請求對應的該網元屬於容器化網路功能的類型時，執行該容器化網路功能的第二資源收容處理。
在上述之系統中，該軟體網路服務調定控制模組係包括：服務請求接收與分析管理單元，係用於根據該收容請求包含的組態資訊與權限資訊查詢連線資訊；以及服務局情知識庫，係用於維護該連線資訊，其中，該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組對應於該軟體網路服務管理模組、或容器化服務管理模組對應於該容器網路服務管理模組係定義於該連線資訊，並且其中，該軟體網路服務管理模組及該網路資源與服務供裝介接模組係關於該第一資源收容處理，而該容器化服務管理模組及該容器網路服務管理模組係關於該第二資源收容處理。
在上述之系統中，該軟體網路服務管理模組係包括：服務分析接收與管理單元，係用於根據該收容請求統整該第一資源收容處理的流程；網元資源管理單元，係用於向該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組執行該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理；以及網路服務資源管理知識庫，係用於維護該虛擬化網路功能之註冊在該網路資源與服務供裝介接模組處的組態資料。
在上述之系統中，該軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理的方式包括：響應於該收容請求，藉由該服務分析接收與管理單元向該網路服務資源管理知識庫取得該組態資料；藉由該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組取得各該虛擬化網路功能中包括實例與網路資訊的基礎範本堆疊；藉由該網元資源管理單元依據該基礎範本堆疊切分各該虛擬化網路功能，進而依據各該基礎範本堆疊之該實例的組態與該網路資訊，計算各該虛擬化網路功能所需的竣後組態資料；藉由該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組執行各該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理，以將完成該第一資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；以及藉由該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料，俾更新該竣後組態資料至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料中。
在上述之系統中，該服務分析接收與管理單元係用於定期指示該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組檢查各該虛擬化網路功能的異動情形。
在上述之系統中，該服務分析接收與管理單元復用於將該網元註冊至該網路資源與服務供裝介接模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
在上述之系統中，該容器網路服務管理模組係包括：服務分析接收與管理單元，係用於根據該收容請求統整該第二資源收容處理的流程；網元資源管理單元，係用於向該管理與調定框架或架構之底層的容器化服務管理模組執行該容器化網路功能的該第二資源收容處理；網元局情組態管理單元，係用於收集該容器化網路功能的局情組態；以及網路服務資源管理知識庫，係用於維護該容器化網路功能之註冊在該容器化服務管理模組處的組態資料與該局情組態。
在上述之系統中，該容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的該第二資源收容處理的方式包括：響應於該收容請求，藉由該服務分析接收與管理單元向該網路服務資源管理知識庫取得該組態資料；藉由該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組取得各該容器化網路功能中包括小群聚、容器與網路資訊的基礎容器資訊；藉由該網元資源管理單元依據舵範本與命名空間切分各該容器化網路功能，進而依據各該基礎容器資訊之該小群聚與該容器的組態及該網路資訊，計算各該容器化網路功能所需的竣後組態資料；藉由該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組執行各該容器化網路功能的該第二資源收容處理，以將完成該第二資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；藉由該網元局情組態管理單元根據該竣後組態資料分析並取得各該容器化網路功能中屬於獨立組網網元者之該局情組態；以及藉由該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料與該局情組態，俾更新該竣後組態資料與該局情組態至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料與該局情組態中。
在上述之系統中，該服務分析接收與管理單元係用於定期指示該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組檢查各該容器化網路功能的異動情形。
在上述之系統中，該服務分析接收與管理單元復用於將該網元註冊至該容器化服務管理模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
本發明復提供一種用於優化網路功能管理之方法，係作用於管理與調定框架或架構中，包括：藉由軟體網路服務調定控制模組分析來自該管理與調定框架或架構之收容請求所對應網元的類型；以及當該網元屬於虛擬化網路功能的類型時，藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一 資源收容處理，而當該網元屬於容器化網路功能的類型時，藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理。
在上述之方法中，該藉由軟體網路服務調定控制模組分析來自該管理與調定框架或架構之收容請求所對應網元的類型之步驟係包括以下子步驟：令該軟體網路服務調定控制模組之服務請求接收與分析管理單元解析該收容請求包含的組態資訊與權限資訊以查詢連線資訊；以及令該軟體網路服務調定控制模組之服務局情知識庫回傳該連線資訊，其中，該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組對應於該軟體網路服務管理模組、或容器化服務管理模組對應於該容器網路服務管理模組係定義於該連線資訊，並且其中，該軟體網路服務管理模組及該網路資源與服務供裝介接模組係關於該第一資源收容處理，而該容器化服務管理模組及該容器網路服務管理模組係關於該第二資源收容處理。
在上述之方法中，該藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理之步驟係包括以下子步驟：令該軟體網路服務管理模組之服務分析接收與管理單元響應於該收容請求向該軟體網路服務管理模組之網路服務資源管理知識庫取得該虛擬化網路功能之註冊在該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組處的組態資料；令該軟體網路服務管理模組之網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組取得各該虛擬化網路功能中包括實例與網路資訊的基礎範本堆疊；令該網元資源管理單元依據該基礎範本堆疊切分各該虛擬化網路功能，進而依據各該基礎範本堆疊之該實例的組態與該網路資訊，計算各該虛擬化網路功能所需的竣後組態資料；令該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組執行各該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理，以將完成該第一資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；以及令該服務分析接收與管理單元實 例化該竣後組態資料，俾更新該竣後組態資料至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料中。
在上述之方法中，該藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理之步驟復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元定期指示該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組檢查各該虛擬化網路功能的異動情形。
在上述之方法中，該藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理之步驟復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元將該網元註冊至該網路資源與服務供裝介接模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
在上述之方法中，該藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理係包括以下子步驟：令該容器網路服務管理模組之服務分析接收與管理單元響應於該收容請求向該容器網路服務管理模組之網路服務資源管理知識庫取得該容器化網路功能之註冊在該管理與調定框架或架構之底層的容器化服務管理模組處的組態資料；令該容器網路服務管理模組之網元資源管理單元向該容器化服務管理模組取得各該容器化網路功能中包括小群聚、容器與網路資訊的基礎容器資訊；令該網元資源管理單元依據舵範本與命名空間切分各該容器化網路功能，進而依據各該基礎容器資訊之該小群聚與該容器的組態及該網路資訊，計算各該容器化網路功能所需的竣後組態資料；令該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組執行各該容器化網路功能的該第二資源收容處理，以將完成該第二資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；令該容器網路服務管理模組之網元局情組態管理單元根據該竣後組態資料分析並取得各該容器化網路功能中屬於獨立組網網元者之該局情組態；以及令該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料與該 局情組態，俾更新該竣後組態資料與該局情組態至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料與該局情組態中。
在上述之方法中，該藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元定期指示該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組檢查各該容器化網路功能的異動情形。
在上述之方法中，該藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元將該網元註冊至該容器化服務管理模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
此外，本發明之電腦可讀媒介應用於計算裝置或電腦中，係儲存有指令，以執行上述用於優化網路功能管理之方法。
綜上所述，本發明之用於優化網路功能管理之系統、方法及其電腦可讀媒介主要藉由開發相容於ETSI所訂定標準MANO框架的通用性的OAM系統架構，以有效整合並管理不同廠商之網元(包括VNF與CNF)的資源與局情組態，故可在保有標準MANO框架之優點下彈性整合不同網元的收容管理，進而減少各類OAM系統的客製化開發與其間資訊傳遞之成本，並提升整體效率。
1:營運管理與維護系統
11:使用者
12:電信運營支撐系統
13:軟體網路服務調定控制模組
131:服務請求接收與分析管理單元
132:服務局情知識庫
14:軟體網路服務管理模組
141:服務分析接收與管理單元
142:網元收集管理排程應用程式
143:網元資源管理單元
144:網元收集管理接合應用程式
145:網路服務資源管理知識庫
15:容器網路服務管理模組
151:服務分析接收與管理單元
152:網元收集管理排程應用程式
153:網元局情組態管理單元
154:網元開放服務導向介面接合應用程式
155:網元資源管理單元
156:容器服務管理接合應用程式
157:網路服務資源管理知識庫
16:容器化服務管理模組
16A:容器化服務管理模組A
16B:容器化服務管理模組B
17:網路資源與服務供裝介接模組
17A:網路資源與服務供裝介接模組A
17B:網路資源與服務供裝介接模組B
18:網路功能虛擬化架構
19:容器化網路功能
191:網路切片選擇功能
192:認證服務器功能
193:統一數據管理功能
194:網路業務呈現功能
195:網元數據倉庫功能
196:接入及移動性管理功能
197:進程管理功能
198:策略控制功能
199:應用層功能
19A:容器化網路功能A
19B:容器化網路功能B
191N~199N:北向SBI接口
20:虛擬化網路功能
21:網路元件管理系統
S201~S204:步驟
S301~S307:步驟
S401~S408:步驟
圖1係關於本發明之系統與方法的應用環境示意圖；
圖2係關於本發明之系統的模組架構圖；
圖3係關於本發明之系統的局部模組架構圖；
圖4係關於本發明之系統的局部模組架構圖；
圖5係關於本發明之系統的局部模組架構圖；
圖6係關於本發明之系統的局部模組架構圖；
圖7係關於本發明之方法的局部步驟流程圖；
圖8係關於本發明之方法的局部步驟流程圖；以及
圖9係關於本發明之方法的局部步驟流程圖。
以下藉由特定的實施例說明本案之實施方式，熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本案之其他優點及功效。本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等均僅用於配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，非用於限定本案可實施之限定條件，故任何修飾、改變或調整，在不影響本案所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本案所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。
圖1係揭露本發明所揭用於優化網路功能管理之系統及方法的應用環境示意圖。詳細而言，本發明所開發通用性的營運管理與維護(Operations,Administration and Management,OAM)系統1係相容於歐洲電信標準協會(European Telecommunications Standards Institute,ETSI)所擬定的標準管理與調定(Management and Orchestration,MANO)框架或架構(圖1所示之架構係一種NFV MANO框架)，致使OAM系統1在所述MANO框架或架構中以通用服務實例化進行分析處理及收容網元資源，進而彈性管理不同廠商之虛擬化網路功能(Virtualized Network Function,VNF)20及/或容器化網路功能(Container Network Function,CNF)19的網元資源與局情組態，以確保MANO標準框架的彈性與可擴充性。
在一實施例中，圖1所示之MANO框架或架構主要包括有以下元件：電信運營支撐系統(Operations Support System and Business Support System,OSS/BSS)12、軟體網路服務調定控制模組(Network Functions Virtualization Orchestrator,NFVO)13、軟體網路服務管理模組(VNF Manager,VNFM)14、容器網路服務管理模組(CNF Manager,CNFM)15、容器化服務管理模組(Container Infrastructure Service Manager,CISM)16、網路資源與服務供裝介接模組(Virtualized Infrastructure Manager,VIM)17、網路功能虛擬化架構(Network Functions Virtualization Infrastructure,NFVI)18、CNF 19、VNF 20及網路元件管理系統(Element Management System,EMS)21。進一步地，圖1所示之各元件間相連的箭號係代表使用者11在透過相容有OAM系統1的MANO框架或架構供裝管理欲收容及/或已收容的網元(例如，CNF19與VNF20)時，各元件間的通訊連接關係，而所述各元件間進行供裝管理的關係將如後續所詳述。
在一實施例中，圖1中的各元件均可為軟體、硬體或韌體；若為硬體，則可為具有資料處理與運算能力之處理單元、處理器、電腦或伺服器；若為軟體或韌體，則可包括處理單元、處理器、電腦或伺服器可執行之指令。
圖2係示意圖1所示之OAM系統1中主要元件間的配置關係。詳細而言，圖2主要用於表示NFVO 13在接收使用者11向OSS/BSS 12提交網元的收容請求後，依據收容請求所對應網元的類型(即，VNF或CNF)將收容請求送至VNFM 14或CNFM 15以進行相關VNF 20或CNF 19的資源收容處理。
圖3係示意NFVO 13包含的詳細部件及該NFVO 13與其他元件的配置關係。詳細而言，服務請求接收與分析管理單元131係負責分析使用者11向OSS/BSS 12提交的收容請求所對應網元的類型，進而指示VNFM 14或CNFM 15執行所述網元的資源收容處理。另一方面，服務局情知識庫132係採用MongoDB作為文件導向的資料庫系統，用於維護有關當前MANO框架下VIM 17處(例如，VIM A 17A、VIM B 17B...中的其中一者)對應於VNFM 14、或CISM 16(例如，CISM A 16A、CISM B 16B...中的其中一者)對應於CNFM 15之連線資訊的紀錄。進一步地，在一實施例中，本文中描述的CISM 16及VIM 17係分別以開源kubernetes專案及Openstack開源專案實現的底層管理系統，從而導致VNFM 14及CNFM 15在根據對應的CISM 16及VIM 17執行所述網元的處理程序時亦會有不同的實施方式，其將如後續所詳述。
圖4係示意VNFM 14包含的詳細部件及該VNFM 14與其他元件的配置關係。詳細而言，VNF服務分析接收與管理單元141係用於根據服務請求接收與分析管理單元131所傳送的收容請求(在經判定收容請求所對應網元的類型為VNF後)統整VNFM 14對對應之VNF 20的資源收容處理流程，而VNF網元資源管理單元143係用於偕同內建的VNF網元收集管理接合應用程式144迎合VNF服務分析接收與管理單元141對收容請求的分析執行VNF 20在VIM 17(例如，VIM A 17A、VIMB 17B...中的其中一者)處的資源收容處理。另一方面，VNF網路服務資源管理知識庫145係採用MongoDB作為文件導向的資料庫系統，用於維護VNF 20在VIM 17處進行資源收容處理的組態資料。進一步地，在一實施例中，VNF服務分析接收與管理單元141還內建有VNF網元收集管理排程應用程式142，係用於定期指示VNF網元資源管理單元143向VIM17處檢查其所收容VNF 20的網元資源是否有異動，進而視情況指示VNFM 14重啟對VNF 20的資源收容處理。
圖5係示意CNFM 15包含的詳細部件及該CNFM 15與其他元件的配置關係。詳細而言，CNF服務分析接收與管理單元151係用於根據服務請求接收與分析管理單元131所傳送的收容請求(在經判定收容請求所對應網元的類型為CNF後)統整CNFM 15對對應之CNF 19的資源收容處理流程，CNF網元資源管理單元155係用於偕同內建的CNF容器服務管理接合應用程式156迎合CNF服務分析接收與管理單元151對收容請求的分析執行CNF 19在CISM 16處(例如，CISM A 16A、CISM B 16B...中的其中一者)的資源收容處理，而CNF網元局情組態管理單元153係用於偕同內建的CNF網元開放服務導向介面(Service Based Interface,SBI)接合應用程式154迎合CNF服務分析接收與管理單元151對收容請求的分析收集當前MANO框架下收容之CNF 19中(例如，CNF A 19A、CNF B 19B...中的任一者)屬於5G獨立組網(stand alone,SA)網元者的局情組態。另一方面，CNF網路服務資源管理知識庫157係採用MongoDB作為文件導向的資料庫系統，用於維護CNF 19在CISM 16處進行資源收容處理的組態資料及/或其局情組態。進一步地，在一實施例中，CNF服務分析接收與管理單元151還內建有CNF網元收集管理排程應用程式152，係用於定期指示CNF網元資源管理單元155向CISM 16處檢查其所收容CNF 19的網元資源是否有異動，進而視情況指示CNFM 15重啟對CNF 19的資源收容處理。
圖6係進一步示意當CNF 19屬於5G SA網元時，CNF網元局情組態管理單元153偕同CNF網元開放SBI接合應用程式154存取各類CNF 19的實施態樣。詳細而言，屬於5G SA網元(以5GC CNF網元為例)的CNF 19包括有網路切片 選擇功能(Network Slice Selection Function,NSSF)191、認證服務器功能(Authentication Server Function,AUSF)192、統一數據管理功能(Unified Data Management,UDM)193、網路業務呈現功能(Network Exposure Function,NEF)194、網元數據倉庫功能(NF Repository Function,NRF)195、接入及移動性管理功能(Access and Mobility Management Function,AMF)196、進程管理功能(Session Management Function,SMF)197、策略控制功能(Policy Control Function,PCF)198以及應用層功能(Application Function,AF)199等。進一步地，在一實施例中，CNF網元開放SBI接合應用程式154主要係藉由上述類別的網元191至199各自對應的北向SBI接口(以5GC SBI為例)191N至199N訪問此些網元，進而取得此些網元的局情組態。
以下圖7至9的步驟流程圖係用於解釋本發明之OAM系統1在執行各類網元之管理的程序細節。應理解，圖7至9所示之各步驟亦可藉由參考前述圖1至6所示元件間的配置關係了解其執行主體與關連元件間的作用方式。
圖7所示的步驟係描述上述NFVO 13判斷使用者11向OSS/BSS 12提交之收容請求所對應網元的類型的過程。
在步驟S201處，NFVO 13的服務請求接收與分析管理單元131係接收OSS/BSS 12處由使用者11提交關於特定網元的收容請求。此時，收容請求包含的資訊主要係包括：使用者11所欲申請同步的VIM 17或CISM 16的組態資訊以及OSS/BSS 12處產生的訂單與使用者11的權限資訊等。
在步驟S202處，服務請求接收與分析管理單元131係進一步根據收容請求中所描述的組態資訊及權限資訊透過NFVO 13的服務局情知識庫132查詢底層處VIM 17對應於VNFM 14或VISM 16對應於CNFM 15的連線資訊。
在步驟S203處，服務請求接收與分析管理單元131係進一步根據步驟S202處解析的組態資訊及收容請求分析此特定網元的類型。詳細而言，當判 定此特定網元的類型屬於VNF時，服務請求接收與分析管理單元131則根據連線資訊將此收容請求(例如，透過應用程式介面(Application Programing Interface,API))送至VNFM 14進行相關的資源收容處理。另一方面，若判定此特定網元的類型屬於CNF時，服務請求接收與分析管理單元131則根據連線資訊將此收容請求(例如，透過API)送至CNFM 15進行相關的資源收容處理。
在步驟S204處，服務請求接收與分析管理單元131係將VNFM 14或CNFM 15完成收容請求所對應VNF 20或CNF 19的資源收容處理後(如圖8及圖9所示步驟)產生的資源統整資訊(例如，完成收容VNF 20的VIM 17對應於VNFM 14的連線資訊或完成收容CNF 19的CISM 16對應於CNFM 15的連線資訊)儲存至服務局情知識庫132中。
圖8所示的步驟係描述上述VNFM 14執行對VNF 20的資源收容處理(接續於前述步驟S203)的過程。
在步驟S301處，VNFM 14的VNF服務分析接收與管理單元141將來自NFVO 13的收容請求(由服務請求接收與分析管理單元131導入)進行初步解析。此時，VNF服務分析接收與管理單元141係根據收容請求中所描述VIM 17的組態資訊及使用者11的權限資訊向VNFM 14的VNF網路服務資源管理知識庫145查詢此收容請求對應的特定網元(此時已確認其類型為VNF)在VIM 17處的註冊情形。若發現此特定網元尚未在VIM 17處完成註冊(即，不屬於當前MANO框架中VNF 20的其中一者)的情況下，VNF服務分析接收與管理單元141則將先替此特定網元至VIM 17處進行收容管理註冊，進而將此特定網元在VIM 17註冊後的組態資料更新至VNF網路服務資源管理知識庫145。反之，若發現此特定網元已在VIM 17處註冊(或在此特定網元完成收容管理註冊後)，VNF服務分析接收與管理單元141則將從VNF網路服務資源管理知識庫145取得當前VIM 17處全局 VNF 20(皆為完成註冊者)的組態資料並連同收容請求送至VNFM 14的VNF網元資源管理單元143。
在步驟S302處，VNF網元資源管理單元143係透過其內建的VNF網元收集管理接合應用程式144呼叫VIM 17處對應的OpenStack Heat API以取得對應VIM 17全局VNF 20的基礎範本堆疊(Heat Stack)。接著，VNF網元收集管理接合應用程式144係進一步針對各個基礎範本堆疊的態樣透過合適的API(包括但不限於：OpenStack Nova、Neutron、Cinder等API)取得各基礎範本堆疊上實例(instance)的組態與相關的網路資訊。
在步驟S303處，VNF網元資源管理單元143係根據步驟S302處取得的基礎範本堆疊切分VNF 20(一個基礎範本堆疊代表一個VNF 20)，並統籌處理步驟S302處所取得各基礎範本堆疊上實例的組態與相關的網路資訊以計算當前MANO框架下全局VNF 20(包含收容請求對應的特定網元)的分布節點及各個VNF 20竣後所需的組態資料，以進行VIM 17處VNF 20的資源收容處理。
在步驟S304處，VNF網元資源管理單元143係以非同步訊息佇列(message queue)將VIM 17處所有VNF 20完成資源收容處理後的竣後資料(竣後的組態資料)回應給VNF服務分析接收與管理單元141。而VNF服務分析接收與管理單元141係根據此些竣後資料將VNF 20的資源實例化，進而儲存至VNF網路服務資源管理知識庫145內，遂完成VNF 20的資源收容處理。
在步驟S305處，VNF服務分析接收與管理單元141內建的VNF網元收集管理排程應用程式142係定期指示VNF網元資源管理單元143向VIM17處檢查其所收容VNF 20的網元資源(例如，檢查各VNF 20所對應基礎範本堆疊上的實例是否有改動)是否有異動。
在步驟S306處，係針對步驟S305的檢查結果進行判斷：有異動的情況下(即，「是」)則重複步驟S302至S303以對VIM 17處收容的VNF 20重新進 行資源收容處理；或，未異動的情況下(即，「否」)則進入步驟S307待命，等待VNF網元收集管理排程應用程式142下一次的檢查、或是響應新的收容請求的接收而再次進行VNF 20的資源收容處理。
圖9所示的步驟係描述上述CNFM 15執行對CNF 20的資源收容處理(接續於前述步驟S203)的過程。
在步驟S401處，CNFM 15的CNF服務分析接收與管理單元151將來自NFVO 13的收容請求(由服務請求接收與分析管理單元131導入)進行初步解析。此時，CNF服務分析接收與管理單元151係根據收容請求中所描述CISM 16的組態資訊及使用者11的權限資訊向CNFM 15的CNF網路服務資源管理知識庫157查詢此收容請求對應的特定網元(此時已確認其類型為CNF)在CISM 16處的註冊情形。若發現此特定網元尚未在CISM 16處完成註冊(即，不屬於當前MANO框架中CNF 19的其中一者)的情況下，CNF服務分析接收與管理單元151則將先替此特定網元至CISM 16處進行收容管理註冊，進而將此特定網元在CISM 16註冊後的組態資料更新至CNF網路服務資源管理知識庫157。反之，若發現此特定網元已在CISM 16處註冊(或在此特定網元完成收容管理註冊後)，CNF服務分析接收與管理單元151則將從CNF網路服務資源管理知識庫157取得當前CISM 16處全局CNF 19(皆為完成註冊者)的組態資料並連同收容請求送至CNFM 15的CNF網元資源管理單元155。
在步驟S402處，CNF網元資源管理單元155係透過其內建的CISM容器服務管理接合應用程式156呼叫CISM 16處對應的Kubernetes API以取得對應CISM 16全局CNF 19的基礎容器資訊。接著，CISM容器服務管理接合應用程式156係進一步針對各個基礎容器資訊的態樣透過合適的API(包括但不限於：Kubernetes Core、Networking、CNI等API)取得各基礎容器資訊上小群聚(POD)和容器(container)的組態與相關的網路資訊。
在步驟S403處，CNF網元資源管理單元155係根據(對應於步驟S402所取得各個CNF 19的基礎容器資訊)舵(helm)範本與命名空間(Namespace)切分CNF 19，並統籌處理步驟S402處所取得各基礎容器資訊上小群聚和容器的組態與相關的網路資訊以計算當前MANO框架下全局CNF 19(包含收容請求對應的特定網元)的分布節點及各個CNF 19竣後所需的組態資料，以進行CNF 19的資源收容處理。
在步驟S404處，CNF網元資源管理單元155係以非同步訊息佇列(message queue)將CISM 16處所有CNF 19完成資源收容處理後的竣後資料回應給CNF服務分析接收與管理單元151。此時，CNF服務分析接收與管理單元151係將此竣後資料通知CNF網元局情組態管理單元153，以針對當前MANO框架下收容之CNF 19中屬於5G SA網元者，透過其內建的CNF網元開放SBI接合應用程式154收集所述5G SA網元的局情組態。進一步地，CNF網元局情組態管理單元153係將收集完成的局情組態以非同步訊息佇列回應給CNF服務分析接收與管理單元151。
參考圖6所示的網元191至199為例，CNF網元局情組態管理單元153的CNF網元開放SBI接合應用程式154可先訪問NRF 195上的北向SBI接口195N(此時為Nnrf SBI)，透過北向SBI接口195N介面上的NFManagement Service API所回傳nrfInfo規格來取得當前MANO框架下收容之CNF 19的局情組態。舉例來說，nrfInfo規格中的servedAusfInfo欄位與servedUdmInfo欄位所記錄的supiRanges資料可用於判定當前MANO框架的5GC設定中有效的使用者永久識別符號(Subscription Permanent Identifier,SUPI)範圍局情、而nrfInfo規格中的servedAmfInfo欄位所記錄的taiList資料可用於判定當前MANO框架的5GC設定中AMF 196上的跟蹤區域標示(Tracking Area Identity,TAI)清單。接著，CNF網元 開放SBI接合應用程式154可透過網元191至199各自對應的北向SBI接口191N至199N訪問此些網元，以取得更詳細的CNF 19局情組態。
在步驟S405處，CNF服務分析接收與管理單元151係基於以非同步訊息佇列回傳的竣後資料及局情組態(如步驟S403至S404所述)將CNF 19的資源實例化，進而儲存至CNF網路服務資源管理知識庫157內，遂完成CNF 19的資源收容處理。
在步驟S406處，CNF服務分析接收與管理單元151內建的CNF網元收集管理排程應用程式152係定期指示CNF網元資源管理單元155向CISM 16處檢查其所收容CNF 19的網元資源(例如，檢查各CNF 19所對應基礎容器資訊上的豆筴和容器是否有改動)是否有異動。
在步驟S407處，係針對步驟S406的檢查結果進行判斷：有異動的情況下(即，「是」)則重複步驟S402至S406以對CISM 16處收容的CNF 19重新進行資源收容處理；或，未異動的情況下(即，「否」)則進入步驟S408待命，等待CNF網元收集管理排程應用程式152下一次的檢查、或是響應新的收容請求的接收而再次進行CNF 19的資源收容處理。
此外，本發明還揭示一種電腦可讀媒介，係應用於具有處理器(例如，CPU、GPU等)及/或記憶體的計算裝置或電腦中，且儲存有指令，並可利用此計算裝置或電腦透過處理器及/或記憶體執行此電腦可讀媒介，以於執行此電腦可讀媒介時執行上述之方法及各步驟。
綜上所述，本發明之用於優化網路功能管理之系統、方法及其電腦可讀媒介主要係藉由開發相容於ETSI所訂定標準MANO框架的通用性的OAM系統架構，以有效整合並管理不同廠商之網元(包括VNF與CNF)的資源與局情組態，故可在保有標準MANO框架之優點下彈性整合不同網元的收容管理，進而減少各類OAM系統的客製化開發與其間資訊傳遞之成本，並提升整體效率。
上述實施例僅例示性說明本案之功效，而非用於限制本案，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本案之精神及範疇下對上述該些實施態樣進行修飾與改變。因此本案之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
1:營運管理與維護系統
11:使用者
12:電信運營支撐系統
13:軟體網路服務調定控制模組
14:軟體網路服務管理模組
15:容器網路服務管理模組
16:容器化服務管理模組
17:網路資源與服務供裝介接模組
18:網路功能虛擬化架構
19:容器化網路功能
20:虛擬化網路功能
21:網路元件管理系統

Claims (17)

  1. 一種用於優化網路功能管理之系統，係相容於管理與調定框架或架構中，包括：軟體網路服務調定控制模組，係用於分析來自該管理與調定框架或架構之收容請求所對應網元的類型；軟體網路服務管理模組，係用於在該收容請求對應的該網元屬於虛擬化網路功能的類型時，執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理；以及容器網路服務管理模組，係用於在該收容請求對應的該網元屬於容器化網路功能的類型時，執行該容器化網路功能的第二資源收容處理，其中，該軟體網路服務調定控制模組係包括：服務請求接收與分析管理單元，係用於根據該收容請求包含的組態資訊與權限資訊查詢連線資訊；以及服務局情知識庫，係用於維護該連線資訊，其中，該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組對應於該軟體網路服務管理模組、或容器化服務管理模組對應於該容器網路服務管理模組係定義於該連線資訊，並且其中，該軟體網路服務管理模組及該網路資源與服務供裝介接模組係關於該第一資源收容處理，而該容器化服務管理模組及該容器網路服務管理模組係關於該第二資源收容處理。
  2. 如請求項1所述之系統，其中，該軟體網路服務管理模組係包括：服務分析接收與管理單元，係用於根據該收容請求統整該第一資源收容處理的流程； 網元資源管理單元，係用於向該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組執行該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理；以及網路服務資源管理知識庫，係用於維護該虛擬化網路功能之註冊在該網路資源與服務供裝介接模組處的組態資料。
  3. 如請求項2所述之系統，其中，該軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理的方式包括：響應於該收容請求，藉由該服務分析接收與管理單元向該網路服務資源管理知識庫取得該組態資料；藉由該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組取得各該虛擬化網路功能中包括實例與網路資訊的基礎範本堆疊；藉由該網元資源管理單元依據該基礎範本堆疊切分各該虛擬化網路功能，進而依據各該基礎範本堆疊之該實例的組態與該網路資訊，計算各該虛擬化網路功能所需的竣後組態資料；藉由該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組執行各該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理，以將完成該第一資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；以及藉由該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料，俾更新該竣後組態資料至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料中。
  4. 如請求項2所述之系統，其中，該服務分析接收與管理單元係用於定期指示該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組檢查各該虛擬化網路功能的異動情形。
  5. 如請求項2所述之系統，其中，該服務分析接收與管理單元復用於將該網元註冊至該網路資源與服務供裝介接模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
  6. 如請求項1所述之系統，其中，該容器網路服務管理模組係包括：服務分析接收與管理單元，係用於根據該收容請求統整該第二資源收容處理的流程；網元資源管理單元，係用於向該管理與調定框架或架構之底層的容器化服務管理模組執行該容器化網路功能的該第二資源收容處理；網元局情組態管理單元，係用於收集該容器化網路功能的局情組態；以及網路服務資源管理知識庫，係用於維護該容器化網路功能之註冊在該容器化服務管理模組處的組態資料與該局情組態。
  7. 如請求項6所述之系統，其中，該容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的該第二資源收容處理的方式包括：響應於該收容請求，藉由該服務分析接收與管理單元向該網路服務資源管理知識庫取得該組態資料；藉由該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組取得各該容器化網路功能中包括小群聚、容器與網路資訊的基礎容器資訊；藉由該網元資源管理單元依據舵範本與命名空間切分各該容器化網路功能，進而依據各該基礎容器資訊之該小群聚與該容器的組態及該網路資訊，計算各該容器化網路功能所需的竣後組態資料；藉由該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組執行各該容器化網路功能的該第二資源收容處理，以將完成該第二資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；藉由該網元局情組態管理單元根據該竣後組態資料分析並取得各該容器化網路功能中屬於獨立組網網元者之該局情組態；以及 藉由該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料與該局情組態，俾更新該竣後組態資料與該局情組態至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料與該局情組態中。
  8. 如請求項6所述之系統，其中，該服務分析接收與管理單元係用於定期指示該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組檢查各該容器化網路功能的異動情形。
  9. 如請求項6所述之系統，其中，該服務分析接收與管理單元復用於將該網元註冊至該容器化服務管理模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
  10. 一種用於優化網路功能管理之方法，係作用於管理與調定框架或架構中，包括：藉由軟體網路服務調定控制模組分析來自該管理與調定框架或架構之收容請求所對應網元的類型；以及當該網元屬於虛擬化網路功能的類型時，藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理，而當該網元屬於容器化網路功能的類型時，藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理，其中，該藉由軟體網路服務調定控制模組分析來自該管理與調定框架或架構之收容請求所對應網元的類型之步驟係包括以下子步驟：令該軟體網路服務調定控制模組之服務請求接收與分析管理單元解析該收容請求包含的組態資訊與權限資訊以查詢連線資訊；以及令該軟體網路服務調定控制模組之服務局情知識庫回傳該連線資訊，其中，該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組對應於該軟體 網路服務管理模組、或容器化服務管理模組對應於該容器網路服務管理模組係定義於該連線資訊，並且其中，該軟體網路服務管理模組及該網路資源與服務供裝介接模組係關於該第一資源收容處理，而該容器化服務管理模組及該容器網路服務管理模組係關於該第二資源收容處理。
  11. 如請求項10所述之方法，其中，該藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理之步驟係包括以下子步驟：令該軟體網路服務管理模組之服務分析接收與管理單元響應於該收容請求向該軟體網路服務管理模組之網路服務資源管理知識庫取得該虛擬化網路功能註冊在該管理與調定框架或架構之底層的網路資源與服務供裝介接模組處的組態資料；令該軟體網路服務管理模組之網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組取得各該虛擬化網路功能中包括實例與網路資訊的基礎範本堆疊；令該網元資源管理單元依據該基礎範本堆疊切分各該虛擬化網路功能，進而依據各該基礎範本堆疊之該實例的組態與該網路資訊，計算各該虛擬化網路功能所需的竣後組態資料；令該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組執行各該虛擬化網路功能的該第一資源收容處理，以將完成該第一資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；以及令該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料，俾更新該竣後組態資料至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料中。
  12. 如請求項11所述之方法，其中，該藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理之步驟復包括以下子步驟： 令該服務分析接收與管理單元定期指示該網元資源管理單元向該網路資源與服務供裝介接模組檢查各該虛擬化網路功能的異動情形。
  13. 如請求項11所述之方法，其中，該藉由軟體網路服務管理模組執行該虛擬化網路功能的第一資源收容處理之步驟復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元將該網元註冊至該網路資源與服務供裝介接模組，進而更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
  14. 如請求項10所述之方法，其中，該藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理係包括以下子步驟：令該容器網路服務管理模組之服務分析接收與管理單元響應於該收容請求向該容器網路服務管理模組之網路服務資源管理知識庫取得該容器化網路功能註冊在該管理與調定框架或架構之底層的容器化服務管理模組處的組態資料；令該容器網路服務管理模組之網元資源管理單元向該容器化服務管理模組取得各該容器化網路功能中包括小群聚、容器與網路資訊的基礎容器資訊；令該網元資源管理單元依據舵範本與命名空間切分各該容器化網路功能，進而依據各該基礎容器資訊之該小群聚與該容器的組態及該網路資訊，計算各該容器化網路功能所需的竣後組態資料；令該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組執行各該容器化網路功能的該第二資源收容處理，以將完成該第二資源收容處理的該竣後組態資料回應至該服務分析接收與管理單元；令該容器網路服務管理模組之網元局情組態管理單元根據該竣後組態資料分析並取得各該容器化網路功能中屬於獨立組網網元者之該局情組態；以及 令該服務分析接收與管理單元實例化該竣後組態資料與該局情組態，俾更新該竣後組態資料與該局情組態至該網路服務資源管理知識庫的該組態資料與該局情組態中。
  15. 如請求項14所述之方法，其中，該藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元定期指示該網元資源管理單元向該容器化服務管理模組檢查各該容器化網路功能的異動情形。
  16. 如請求項14所述之方法，其中，該藉由容器網路服務管理模組執行該容器化網路功能的第二資源收容處理復包括以下子步驟：令該服務分析接收與管理單元將該網元註冊至該容器化服務管理模組，進而根據更新該網路服務資源管理知識庫的該組態資料。
  17. 一種電腦可讀媒介，應用於計算裝置或電腦中，係儲存有指令，以執行如請求項10至16之任一者所述之用於優化網路功能管理之方法。
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