WO2018113692A1 - 控制网络切片的方法、转发设备、控制设备和通信系统 - Google Patents

控制网络切片的方法、转发设备、控制设备和通信系统 Download PDF

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Abstract

本申请本提供一种控制网络切片的方法、转发设备、控制设备和通信系统，该方法包括：第一转发设备接收控制设备发送的第一控制报文，第一控制报文承载有N个控制信息和N个网络切片标识，N个控制信息和N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是控制信息i所用于控制的网络切片的标识，i∈[1，N]，N≥1；第一转发设备根据N个网络切片标识，从N个控制信息中确定M个第一控制信息，M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，M个第一网络切片承载于第一转发设备，M≥1；第一转发设备基于第一控制信息j，控制第一网络切片j，j∈[1，M]，能够降低控制设备的处理负担。

Description

控制网络切片的方法、转发设备、控制设备和通信系统
本申请要求于2016年12月23日提交中国专利局、申请号为201611209287.4、申请名称为“控制网络切片的方法、转发设备、控制设备和通信系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及通信领域，并且更具体地，涉及控制网络切片的方法、转发设备、控制设备和通信系统。
背景技术
目前，已知一种网络切片技术，可以将一级运营商提供的单一物理网络划分成多个虚拟网络(或者说，网络切片)，不同的网络切片可以提供给不同的二级运营商以提供不同的业务，从而，能够实现通过单一的物理网络提供多种业务。
在该现有技术中，一级运营商可以为二级运营商分配二级控制器，该二级运营商可以通过该二级控制器完成网络切片的管理和控制，具体地说，二级控制器可以)通过一级运营商的控制设备，例如，网络虚拟化平台(例如，OpenVirteX)，将管理信息(或者说，控制信息，例如，业务路径的配置信息)下发至该网络切片所对应的物理网络中的各转发器(或者说，转发节点)。
在该控制设备中，维护有各网络切片的虚拟地址(例如，网络切片的标识)与各网络切片的实际地址(例如，各网络切片的转发器)之间的映射关系，从而，该二级控制器能够基于所控制的网络切片的虚拟地址，将控制信息发送该控制设备，进而，该控制设备能够基于上述映射关系将配置信息下发至网络切片的转发器，由此，完成网络切片的具体配置。
对于真实网络运行场景而言，网络分片数量庞大，因此控制设备的工作压力巨大，对控制设备的性能要求较高，严重影响了网络切片技术的推广和普及，降低了网络切片技术的实用性。
发明内容
本发明实施例提供一种控制网络切片的方法和装置，能够降低控制设备的处理负担。
第一方面，提供了一种控制网络切片的方法，应用在包括控制设备和至少一个转发设备的系统中，该方法包括：第一转发设备接收控制设备发送的第一控制报文，该第一控制报文承载有N个控制信息和N个网络切片标识，该N个控制信息和该N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是该控制信息i所用于控制的网络切片的标识，i∈[1，N]，N≥1；该第一转发设备根据该N个网络切片标识，从该N个控制信息中确定M个第一控制信息，该M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，该M个第一 网络切片承载于该第一转发设备，M≥1；该第一转发设备基于该第一控制信息j，控制该第一网络切片j，j∈[1，M]。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使控制设备将承载有N个控制信息和N个网络切片标识的第一控制报文发送至第一转发设备，能够使第一转发设备根据该N个控制信息和该N个网络切片标识一一对应，确定各控制信息所用于控制的网络切片，从而，可以从该N个控制信息中，确定该第一转发设备所承载的第一网络切片(具体地说，是第一网络切片的标识)所对应的第一控制信息，进而，该第一转发设备能够基于该第一控制信息控制或管理第一网络切片，因此，在本发明实施例中，控制设备无需进行区分各控制信息所对应的网络切片的处理，便能够完成各控制信息的下发过程，从而，能够降低了控制设备的处理负担。
结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，该第一控制报文是针对该第一转发设备的专用报文。
结合第一方面，在第一方面的第二种实现方式中，该N个控制信息中的每个控制信息均为该第一控制信息。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使该第一控制报文是针对该第一转发设备的专用报文，该N个控制信息中的每个控制信息均为该第一控制信息，能够使第一转发设备无需从该N个控制信息中排除控制设备发送给其他转发设备的控制信息，能够减小转发设备的负担。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，该第一控制报文是发送给包括该第一转发设备在内的多个转发设备的报文。
结合第一方面，在第一方面的第四种实现方式中，该N个控制信息除该第一控制信息外还包括第二控制信息，该第二控制信息用于控制第二网络切片，该第二网络切片承载于第二转发设备。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使该N个控制信息包括针对第一转发设备的第一控制信息和针对其他转发设备的第二控制信息，无需控制设备在下发控制信息时对各控制信息进行基于接收端的区分处理，从而能够进一步降低控制设备的处理负担。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，该通信系统包括公共网络切片，该公共网络切片承载于该系统中的全部转发设备。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，该第一转发设备接收控制设备发送的第一控制报文，包括：第一转发设备通过该公共网络切片的控制通道，接收控制设备发送的第一控制报文。
通过设置公共网络切片，能够基于该公共网络切片，提供能够支持控制设备与系统中的全部转发设备之间的通信的通道，从而，能够可靠地确保本发明实施例的控制网络切片的方法的实现。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，该方法还包括：该第一转发设备通过该公共网络切片的控制通道，向该控制设备发送以下至少一种信息：该第一转发设备的资源状态信息、该公共网络切片的拓扑信息、该第一转发设备的故障信息。
第二方面，提供了一种控制网络切片的方法，应用在包括控制设备和至少一个转发设 备的系统中，该方法包括：控制设备获取N个控制信息和N个网络切片标识，该N个控制信息和该N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是该控制信息i所用于控制的网络切片的标识，该N个控制信息包括M个第一控制信息，该M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，该M个第一网络切片承载于第一转发设备，i∈[1，N]，N≥1，M≥1；该控制设备向该第一转发设备发送第一控制报文，该第一控制报文承载有该N个控制信息和该N个网络切片标识。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使控制设备将承载有N个控制信息和N个网络切片标识的第一控制报文发送至第一转发设备，能够使第一转发设备根据该N个控制信息和该N个网络切片标识一一对应，确定各控制信息所用于控制的网络切片，从而，可以从该N个控制信息中，确定该第一转发设备所承载的第一网络切片(具体地说，是第一网络切片的标识)所对应的第一控制信息，进而，该第一转发设备能够基于该第一控制信息控制或管理第一网络切片，因此，在本发明实施例中，控制设备无需进行区分各控制信息所对应的网络切片的处理，便能够完成各控制信息的下发过程，从而，能够降低了控制设备的处理负担。
结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，该第一控制报文是针对该第一转发设备的专用报文。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，该N个控制信息中的每个控制信息均为该第一控制信息。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使该第一控制报文是针对该第一转发设备的专用报文，该N个控制信息中的每个控制信息均为该第一控制信息，能够使第一转发设备无需从该N个控制信息中排除控制设备发送给其他转发设备的控制信息，能够减小转发设备的负担。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第三种实现方式中，该第一控制报文是发送给包括该第一转发设备在内的多个转发设备的报文。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第四种实现方式中，该N个控制信息除该第一控制信息外还包括第二控制信息，该第二控制信息用于控制第二网络切片，该第二网络切片承载于第二转发设备。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使该N个控制信息包括针对第一转发设备的第一控制信息和针对其他转发设备的第二控制信息，无需控制设备在下发控制信息时对各控制信息进行基于接收端的区分处理，从而能够进一步降低控制设备的处理负担。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第五种实现方式中，该通信系统包括公共网络切片，该公共网络切片承载于该系统中的全部转发设备。
通过设置公共网络切片，能够基于该公共网络切片，提供能够支持控制设备与系统中的全部转发设备之间的通信的通道，从而，能够可靠地确保本发明实施例的控制网络切片的方法的实现。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第六种实现方式中，该控制设备向该第一转发设备发送第一控制报文，包括：该控制设备通过该公共网络切片的控制通道向该第一转发设备发送第一控制报文。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第七种实现方式中，该方法还包括： 该控制设备通过该公共网络切片的控制通道，接收该第一转发设备发送的以下至少一种信息：该第一转发设备的资源状态信息、该公共网络切片的拓扑信息、该第一转发设备的故障信息。
第三方面，提供了一种转发设备，包括用于执行上述第一方面以及第一方面的各实现方式中的控制网络切片的方法的各步骤的单元。
第四方面，提供了一种控制设备，包括用于执行上述第二方面以及第二方面的各实现方式中的控制网络切片的方法的各步骤的单元。
第五方面，提供了一种转发设备，包括存储器和处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得转发设备执行上述第一方面及其各种实现方式中的任一种控制网络切片的方法。
第六方面，提供了一种控制设备，包括存储器和处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得控制设备执行上述第二方面及其各种实现方式中的任一种控制网络切片的方法。
第七方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码被转发设备的处理单元、通信单元或处理器、收发器运行时，使得转发设备的执行上述第一方面及其各种实现方式中的任一种控制网络切片的方法。
第八方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码被控制设备的处理单元、通信单元或处理器、收发器运行时，使得控制设备的执行上述第二方面及其各种实现方式中的任一种控制网络切片的方法。
第九方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序使得转发设备执行上述第一方面及其各种实现方式中的任一种控制网络切片的方法。
第十方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序使得控制设备执行上述第二方面及其各种实现方式中的任一种控制网络切片的方法。
第十一方面，提供了一种通信系统，包括用于执行上述第一方面以及第一方面的各实现方式中的控制网络切片的方法的转发设备，用于执行上述第二方面以及第二方面的各实现方式中的控制设备。
附图说明
图1是使用本发明实施例的控制网络切片的方法和装置的系统的一例的示意性结构图。
图2是本发明实施例的控制网络切片的方法的示意性交互图。
图3是本发明实施例的转发设备的一例的示意性框图。
图4是本发明实施例的控制设备的一例的示意性框图。
图5是本发明实施例的转发设备的另一例的示意性框图。
图6是本发明实施例的控制设备的另一例的示意性框图。
图7是本发明实施例的通信系统的一例的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本发明实施例提供的控制网络切片的方法和装置，可以应用于计算机上，该计算机包括硬件层、运行在硬件层之上的操作系统层，以及运行在操作系统层上的应用层。该硬件层包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、内存管理单元(Memory Management Unit，MMU)和内存(也称为主存)等硬件。该操作系统可以是任意一种或多种通过进程(Process)实现业务处理的计算机操作系统，例如，Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。该应用层包含浏览器、通讯录、文字处理软件、即时通信软件等应用。并且，在本发明实施例中，该计算机可以是智能手机等手持设备，也可以是个人计算机等终端设备，本发明实施例并未特别限定，只要能够通过运行记录有本发明实施例的控制网络切片的方法的代码的程序，以根据本发明实施例的控制网络切片的方法对网络切片进行控制即可。本发明实施例的控制网络切片的执行主体可以是计算机设备，或者，是计算机设备中能够调用程序并执行程序的功能模块。
此外，本发明实施例的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中使用的术语“制品”涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于:磁存储器件(例如，硬盘、软盘或磁带等)，光盘(例如，压缩盘(Compact Disc，CD)、数字通用盘(Digital Versatile Disc，DVD)等)，智能卡和闪存器件(例如，可擦写可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、卡、棒或钥匙驱动器等)。另外，本文描述的各种存储介质可代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可包括但不限于，无线信道和能够存储、包含和/或承载指令和/或数据的各种其它介质。
首先，结合图1对使用本发明实施例的控制网络切片的方法和装置的系统的架构进行说明。
图1示出了本发明实施例的控制网络切片的系统100的一例的示意性结构图，如图1所示，该系统100包括：
控制设备110；
至少一个转发设备120。
该控制设备110与至少一个转发设备120中的每个转发设备120通信连接，即，该控制设备110能够与每个转发设备120进行消息、信息或数据传输。
例如，该控制设备110能够与每个转发设备120能够通过控制通道(例如，后述公共切片的控制通道)进行通信。
作为示例而非限定，上述控制通道可以是基于控制通道协议的通道。控制通道协议可以是开放流(Open Flow)协议、路径计算通信协议(Path Computation Element Communication Protocol,PCEP)、边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)、路由系统接口(Interface to the Routing System，I2RS)等。
在本发明实施例中，系统100提供的网络可以被划分为多个网络切片，其中，各网络切片的创建和维护过程可以与现有技术相似，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
在本发明实施例中，网络切片承载于(一个或多个)转发设备120。
或者说，一个转发设备120上运行有针对(一个或多个)网络切片的(一个或多个)虚拟转发器。
并且，在本发明实施例中，每个网络切片可以承载于上述至少一个转发设备120中的部分或全部转发器。并且，任意两个网络切片所承载于的转发设备可以完全相同，也可以部分相同，还可以完全不同，本发明并未特别限定。
另外，在本发明实施例中，同一个转发设备120上可以承载有多个网络切片。即，在本发明实施例中，同一个转发设备120上可以运行有多个网络切片中每个网络切片的虚拟转发器。
在本发明实施例中，该控制设备110可以是一级运营商提供的一级控制器，例如，虚拟控制平台，控制设备110可以获取针对各网络切片的控制信息，并将该控制信息下发至转发器120，从而使转发器120能够基于所获得的控制信息，对网络切片进行管理和控制。
随后，对控制器110下发控制信息的过程进行详细说明。
需要说明的是，在本发明实施例中，图1所示的系统100中的各设备可以为实体设备，或者，也可以为虚拟化设备，例如，该虚拟化设备可以是具有计算机系统中用于提供各设备的功能的虚拟机(Virtual Machine)，本发明实施例并未特别限定。
在本发明实施例中，控制设备110可以用于负责收集物理网络资源、物理网络拓扑、接收网络切片操作请求、进行全局资源分配计算。
并且，在本发明实施例中，在转发器120上可以运行设备分片管理程序，负责管理本设备分片资源并上报设备资源状态、接收并处理业务分片控制指令、生成设备分片事件并上报、监控设备和链路故障、进行故障恢复
应理解，图1所示的系统100包括的设备仅为示例性说明，本发明并且限定于此，例如，除控制设备110和转发设备120以外，在本发明实施例中，系统100还可以包括以下一种或多种设备：
虚拟网络功能管理器(Virtual Network Function Manager，VNFM)、网络分片管理器(Network Slicing Management，NSLM)、网络功能虚拟化协同器(Network Functions Virtualisation Orchestrator，NFVO)、网络切片协同器(Network Slicing Orchestrator，NSLO)、物理资源管理器(Virtualized Physical Infrastructure Management/Physical Infrastructure Management，VPIM/PIM)、一个或多个二级控制器等。
其中，上述各设备的结构和功能可以与现有技术相似，例如，二级控制器可以是一级运营商提供的设备，在该二级控制器中可以，通过例如虚拟化技术，生成并运行提供给一个或多个二级运营商的用于管理(或者说，控制)网络切片的虚拟控制器，从而，二级运营商可以通过该二级控制器生成针对一级运营商提供给该二级运营商的网络切片的控制信息。
在本发明实施例中，控制设备110可以与各二级控制器通信连接，从而，控制设备110可以从二级控制器获取针对各网络切片的控制信息。
下面，结合图2对使用本发明实施例的控制网络切片的方法进行详细说明。
在本发明实施例中，通信系统可以包括多个转发器，其中，每个转发器获得控制信息的过程可以相似，以下，为了便于理解和说，以转发器#A获得控制信息的过程为了，对本发明实施例的控制网络切片的方法进行详细说明。
另外，在本发明实施例中，该转发器#A上可以承载有多个(例如，K个)网络切片，K≥1。或者说，在本发明实施例中，在转发器#A上运行有K个虚拟转发器，其中，该K个虚拟转发器与K个网络切片一一对应，每个虚拟转发器用于转发所对应的网络切片的数据或信令。
图2示出了本发明实施例的控制网络切片的方法200的一例的示意性交互图，如图2所示，该方法200包括：
在S210，控制设备可以例如，从多个二级控制器获取T个控制信息(即，N个控制信息的一例，例如，T可以等于N)，T≥1。
其中，该T个控制信息与T个网络切片(即，N个网络切片的一例，例如，T可以等于N)一一对应，具体地说，该T个控制信息与T个网络切片的标识(也可以称为“网络切片标识”)一一对应，其中，一个网络切片的标识可以唯一地指示该网络切片。
例如，在本发明实施例中，每个二级控制器在向控制设备发送控制信息时，可以将用于指示该控制信息与该控制信息所用于控制的网络切片的标识之间的对应关系的映射关系信息发送至控制设备，从而，控制设备能够该映射关系信息，确定各控制信息与各网络切片标识(或者说，各网络切片)之间的对应关系。
再例如，每个二级控制器在向控制设备发送控制信息时，可以将该控制信息与该控制信息所用于控制的网络切片的标识承载于同一报文(或者说，消息)发送至控制设备，从而，控制设备能够根据控制信息和网络切片的标识是否承载于同一报文，确定各控制信息与各网络切片标识(或者说，各网络切片)之间的对应关系。
在本发明实施例中，报文也可以称为消息或者信令，以下，为了避免赘述，省略对相同或相似情况的说明。
在本发明实施例中，该T个网络切片可以是通信系统中所运行(或者说，被划分出)的所有网络切片，或者，该T个网络切片可以是通信系统中所运行(或者说，被划分出)的部分网络切片，本发明并未特别限定。
其中，该T个网络切片中包括承载于上述转发器#A上的M个网络切片(即，第一网络切片的一例，以下，为了便于理解和区分，记做：网络切片#A 1～网络切片#A M)，M≥1。
其中，M的值可以等于上述K的值，即，该N个网络切片可以包括承载于转发器#A上的全部网络切片。或者，M的值也可以小于上述K的值，即，该N个网络切片可以包括承载于转发器#A上的部分网络切片，本发明并未特别限定。
从而，在S220，控制设备需要将该M个网络切片所对应的控制信息(即，第一控制信息的一例，以下，为了便于理解和说明，记做：控制信息#A)发送转发器#A。
在本发明实施例中控制设备可以采用以下方式向转发设备#A传输该控制信息#A。
方式1
在本发明实施例中，该控制设备可以将承载有包括控制信息#A在内的T个控制信息(即，N个控制信息的一例)与T个网络切片的标识(即，N个网络切片标识的一例)控制报文#A(即，第一控制报文的一例)，或者，该控制设备可以将承载有该T个控制信息与T个网络切片的标识之间的映射关系的控制报文#A(即，第一控制报文的另一例)发送至系统中的所有转发设备(包括转发设备#A)。
其中，该控制报文#A可以是需要发送给多个设备的报文。
并且，在本发明实施例中，转发设备#A可以获知其承载的所有网络切片(即，上述K个网络切片)的标识，例如，在该转发设备#A中可以保存有表项#A，该表项#A中记录有该转发设备#A所承载的网络切片的标识。
从而，当转发设备#A接收到该控制报文#A后，可以基于该表项#A，从该T个网络切片的标识中确定属于该表项#A的网络切片的标识(以下，为了便于理解和说明，记做：标识#A 1～标识#A M)，进而，转发设备#A可以将标识#A 1～标识#A M所指示的网络切片，确定为需要基于该控制报文#A进行控制或管理、且承载于该转发设备#A上的网络切片，即，上述网络切片#A 1～网络切片#A M。
进而，转发设备#A可以将上述T个控制信息中与上述网络切片#A 1～网络切片#A M相对应的控制信息作为M个控制信息#A，以及M个网络切片(即，网络切片#A 1～网络切片#A M)与M个控制信息#A之间的一一对应关系。
需要说明的是，在方式1下，通信系统中可能存在转发设备#C，其中，该T个控制信息不包括针对承载于该转发设备#C上的网络切片的控制信息，或者说，该T个控制信息对应的T个网络切片均不承载于转发设备#C。
并且，方式1下，通信系统中可能存在转发设备#D，其中，该T个控制信息包括针对承载于该转发设备#D上的网络切片的控制信息，或者说，该T个控制信息对应的T个网络切片包括承载于转发设备#D的网络切片。
方式2
在本发明实施例中，该控制设备可以获知每个网络切片所承载于的转发设备，或者说，每个转发器所承载的网络切片。
例如，在控制设备中可以保存有表项#B，该表项#B中可以记录有各网络切片所承载于的转发设备。
表项#B的一例
Figure PCTCN2017117419-appb-000001
或者，在控制设备中可以保存有表项#C，该表项#C中可以记录有各转发设备所承载的网络切片。
表项#C的一例
Figure PCTCN2017117419-appb-000002
应理解，以上列举的表项仅为示例性说明，本发明并未限定于此，其他能够使控制设备获知每个网络切片所承载于的转发设备，或者，每个转发器所承载的网络切片的方法均 落入本发明实施例的保护范围内。
从而，该控制设备可以例如，基于上述表项#B或表项C，从该T个网络切片的标识中确定承载于转发设备#A的网络切片的标识(即，标识#A 1～标识#A M)，进而，转发设备#A可以将标识#A 1～标识#A M所指示的网络切片，确定为需要基于该控制报文#A进行控制或管理、且承载于该转发设备#A上的网络切片，即，上述网络切片#A 1～网络切片#A M。
进而，控制设备可以将上述T个控制信息中与上述网络切片#A 1～网络切片#A M相对应的控制信息作为M个控制信息#A。
其后，该控制设备可以将承载有M个控制信息#A(即，N个控制信息的另一例)与网络切片#A 1～网络切片#A M的标识(即，N个控制信息的另一例)的控制报文#B(即，第一控制报文的另一例)，或者，该控制设备可以承载有M个控制信息#A与网络切片#A 1～网络切片#A M的标识之间的映射关系)的控制报文#B(即，第一控制报文的另一例)，发送至转发设备#A。
其中，该控制报文#B可以是控制设备仅发送给转发设备#A的专用信令或专用消息。其中，“专用”可以是指：该控制报文#B不会被发送至除转发设备#A以外的其他转发设备。
即，在本发明实施例中，该控制报文#B中承载的控制信息全部为针对承载于转发设备#A网络切片的控制信息。
或者说，在本发明实施例中，该控制报文#B不包括没有承载于转发设备#A网络切片的控制信息。
从而，转发设备#A能够从控制报文#B中获取M个控制信息#A，M个网络切片(即，网络切片#A 1～网络切片#A M)与M个控制信息#A之间的一一对应关系。
由此，转发设备#A能够通过例如，上述方式1或方式2，确定M个网络切片与M个控制信息#A之间的一一对应关系。
在S230，转发设备#A可以基于该M个网络切片与M个控制信息#A之间的一一对应关系，确定该网络切片#A 1～网络切片#A M中每个网络切所分别对应的控制信息，进而完成对该网络切片#A 1～网络切片#A M的控制或管理。
另外，如上所述，在本发明实施例中，控制设备与各转发设备通信连接，从而能够完成上述控制报文的传输。
作为示例而非限定，在本发明实施例中，可以创建承载于所有转发器的公共切片(也可以称为“0号切片”)，并将该公共切片的管理通道(也可以称为控制通道)作为传输控制报文的通道。
在现有技术中，通信系统中的不同的网络切片的控制信息，需要通过该各自网络切片的管理通道(或者说，控制通道)发送，例如，控制设备需要通过网络切片#W的管理通道将该网络切片#W的控制信息发送至承载有该网络切片#W的转发设备，再例如，控制设备需要通过网络切片#Y的管理通道将该网络切片#Y的控制信息发送至承载有该网络切片#Y的转发设备。其中，该网络切片#W和该网络切片#Y可以承载在同一个转发设备上，或者，该网络切片#W和该网络切片#Y也可以承载于不同的转发设备上，本发明实施例并未特别限定。
与此相对，本发明实施例中，由于该公共网络切片承载于通信系统中的每个转发设备， 因此，通信系统中的不同的网络切片的控制信息，均可以通过该公共网络切片的管理通道(或者说，控制通道)发送，例如，控制设备可以通过公共网络切片的管理通道将该网络切片#W的控制信息发送至承载有该网络切片#W的转发设备，并且，控制设备可以通过公共网络切片的管理通道将该网络切片#Y的控制信息发送至承载有该网络切片#Y的转发设备。
从而，能够避免控制设备为每个网络切片均建立控制通道，从而，能够进一步降低控制设备的负担。
并且，作为示例而非限定，除用于传输控制报文外，各转发设备(例如，转发设备#A)，还可以通过该公共切片的管理通道，向控制设备发送该转发设备#A的资源状态信息、该公共网络切片的拓扑信息、该转发设备#A的故障信息等信息。
在本发明实施例中，转发设备上电后，可以按照设备分片配置，划分公共切片(以下，称为“0号切片”)，连接控制设备，组建0号切片网络。控制设备与各转发设备之间的连接方式可以是：控制设备与每个转发设备直接连接，或者，控制设备与各转发设备之间的连接方式也可以是：控制设备通过分布式路由方式，如开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)方式，与每个转发设备连接。
应理解，以上列举的转发设备与控制设备之间的连接方式仅为示例性说明，只要能够使各转发设备与控制设备之间建立通信通道即可。
在本发明实施例中，各转发设备还可以运行拓扑发现协议，例如，链路层发现协议(The Link Layer Discovery Protocol，LLDP)，以收集物理网络拓扑。
并且，各转发设备还可以将所获得的物理网络拓扑上报至控制设备，从而，控制设备可以将物理网络拓扑存储于数据库中，并监听物理拓扑状态变更事件。
在本发明实施例中，各转发设备还可以运行设备分片资源管理程序，收集分片资源状态，例如，可划分的虚拟转发设备的数量、可用的转发表容量、可用的端口或逻辑端口列表等。
并且，各转发设备还可以将所获得的上述分片资源状态发送至控制设备，从而，控制设备可以存储所有转发设备的分片资源状态。
在本发明实施例中，转发设备上电后，0号分片是默认启动的。此时，链路发现进程将在所有上电(UP)状态端口上周期性发送链路发现报文。对端收到报文解析邻居信息，并保存在设备的分布式控制单元中，内容包括LLDP数据单元结束标识、发送设备的桥MAC地址、标识LLDP数据单元发送端的接口标识、本设备信息在邻居节点上的存活时间等必选属性外，还可以包括以太网接口的描述信息、设备的名称、系统描述信息、系统的主要功能以及有哪些主要功能被使能、管理地址等可选属性。最后还可以包含非标准扩展属性。
转发设备还要收集本设备的虚拟设备分片最大数量、划分粒度、设备分片能力、物理端口列表、切分或聚合粒度信息，并存储。
转发设备和控制设备建立控制通道，集中式控制单元周期性查询或者接受上报上述可用物理资源，进行资源分配算法初始化和网络切片调整维护。
在本发明实施例中，控制设备可以初始化全局资源分配算法，监听物理网络资源变更事件，例如，拓扑变更、转发能力变更、转发表容量变更等与网络切片有关的资源变更事 件。
在本发明实施例中，控制设备可以接收来自用户(例如，二级运营商)的网络切片创建请求，其中，该网络切片创建请求可以包括以下至少一种信息：
网络切片拓扑、切片设备能力、切片设备容量、网络切片链路带宽、网络切片服务等级协议(Service-Level Agreement，SLA)、网络切片转发策略。
接口层将需求描述转换为网络切片模型对象交给切片管理模块进行切片创建。后者对网络切片需求进行初步校验。校验完成后，将需求对象存储在数据库中。网络切片模型定义如下：
1.网络切片
Figure PCTCN2017117419-appb-000003
2.分片逻辑节点
Figure PCTCN2017117419-appb-000004
3.接口
Figure PCTCN2017117419-appb-000005
4.链路
Figure PCTCN2017117419-appb-000006
5.网络切片资源预留SLA
Figure PCTCN2017117419-appb-000007
6.网络切片可靠性、可获得性SLA(已经分别放置在资源预留SLA选项中)
Figure PCTCN2017117419-appb-000008
控制设备可以验证创建请求合法性、可行性，并在通过验证后存储网络切片数据。
其后，控制设备可以基于该网络切片创建请求、转发设备的分片资源状态和物理网络拓扑等，进行业务网络切片创建。例如，控制设备可以调用全局资源分配算法，以切片需求和物理设备分片资源状态为输入，经过计算获取业务网络切片的虚实映射结果。映射结果包括物理设备分片资源预留集合，物理设备分片资源包括设备分片集合、转发容量、接口集合、节点能力集合。
控制设备可以将算法结果封装为资源预留消息，发送给对应的转发设备进行切片安装。
转发设备解封装业务切片创建消息，将分布式控制面资源(例如，CPU、内存、转发表)、数据面资源(例如，NP、转发队列、服务质量(Quality of Service，QoS)、网络接口)划分到该业务切片。如果该业务切片是集中式SDN网络，在0号网络切片中为业务切片配置控制通道子网，方法包括但不限于VPN。
接收到资源映射指令后，请求资源映射分配算法进行资源映射。算法根据当前物理可用资源信息和网络切片需求，将虚拟拓扑映射到物理拓扑上，并进行资源预留操作。映射结果包括节点映射(虚拟节点映射到的物理节点/节点集合)、链路映射(虚拟链路映射到的物理路径/物理路径列表)。
完成后，等待网络切片安装指令，将映射结果翻译为转发设备可执行的网络切片创建指令，在物理网络中实施上述网络切片。指令包含信息为：目标物理设备、网络切片标识、设备分片分配指令集合、链路分配指令、基础关联配置。具体实施过程为：集中式控制单元通过控制通道将安装指令发送到目标设备，目标设备的分布式单元解析网络切片标识，为该网络切片执行安装指令。至此完成网络切片创建流程。
网路切片建立后，转发设备可以接收控制设备发送的初始转发策略。并且将转发策略转义并注入业务网络切片分布式控制面。
具体地说，在本发明实施例中，控制设备根据切片ID(即，网络切片标识的一例)将控制信息封装为切片控制消息(即，控制报文的一例)，下发到该切片ID所指示的网络切片所承载于的转发设备。
转发设备解封装该切片控制消息后，根据切片ID，确定各网络切片所对应的控制信息，并将控制信息安装到相应的网络切片的数据面。
后续业务网络切片所有的控制指令通过其控制通道直接送达转发设备。
具体地说，控制设备与转发设备可以通过0号切片的控制通道传输控制信息，其中，控制通道可以使用例如Netconf、BGP-LS、Openflow等协议。
在本发明实施例中，转发设备可以运行故障监测程序，监控本转发设备的分片资源。
并且，当出现故障后，转发设备可以查找受影响的网络切片的本地资源。运行故障恢复程序。
例如，对于存在备份资源配置的网络切片，转发设备可以进行资源切换，并上报主备切换事件给控制设备。
再例如，对于无备份资源的网络切片，转发设备可以上报故障事件，等控制设备重新映射。
并且，当故障无法排除而导致进程崩溃后后，控制设备通过0号切片指示各转发设备 重启业务网络切片软件进程、重新初始化该设备分片、重新分配设备分片，直至故障恢复，上报业务设备分片重启事件。对无法恢复的，上报故障事件。
根据本发明实施例的控制网络切片的方法，通过使控制设备将承载有N个控制信息和N个网络切片标识的第一控制报文发送至第一转发设备，能够使第一转发设备根据该N个控制信息和该N个网络切片标识一一对应，确定各控制信息所用于控制的网络切片，从而，可以从该N个控制信息中，确定该第一转发设备所承载的第一网络切片(具体地说，是第一网络切片的标识)所对应的第一控制信息，进而，该第一转发设备能够基于该第一控制信息控制或管理第一网络切片，因此，在本发明实施例中，控制设备无需进行区分各控制信息所对应的网络切片的处理，便能够完成各控制信息的下发过程，从而，能够降低了控制设备的处理负担。
图3是本发明实施例的转发设备300的一例的示意性框图。该控制网络切片的装置300可以对应(例如，配置在或本身即为)上述系统100和方法200中描述的第一转发设备(例如，转发设备#A)，并且，该转发设备300中各模块或单元分别用于执行上述系统100和方法200中第一转发设备(例如，转发设备#A)的功能和所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
图4是本发明实施例的控制设备400的一例的示意性框图。该控制设备400可以对应(例如，配置在或本身即为)上述系统100和方法200中描述的控制设备，并且，该控制设备400中各模块或单元分别用于执行上述系统100和方法200中控制设备的功能和所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
图5是本发明实施例的转发设备500的一例的示意性框图。该转发设备500包括：处理器和收发器，处理器和收发器通信连接，可选地，该转发设备500还包括存储器，存储器与处理器通信连接。其中，该存储器可以用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，以控制收发器接收信息或信号，使得转发设备500执行上述系统100和方法200中第一转发设备(例如，转发设备#A)的功能、所执行的各动作或处理过程。
该转发设备500可以对应(例如，配置在或本身即为)上述系统100和方法200中描述的第一转发设备(例如，转发设备#A)，并且，该转发设备500中各模块或单元分别用于执行上述系统100和方法200中第一转发设备(例如，转发设备#A)的功能和所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
图6是本发明实施例的控制设备600的一例的示意性框图。该控制设备600包括：处理器和收发器，处理器和收发器通信连接，可选地，该控制设备600还包括存储器，存储器与处理器通信连接。其中，该存储器可以用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，以控制收发器接收信息或信号，使得控制设备600执行上述系统100和方法200中控制设备的功能、所执行的各动作或处理过程。
该控制设备600可以对应(例如，配置在或本身即为)上述系统100和方法200中描述的控制设备，并且，该控制设备600中各模块或单元分别用于执行上述系统100和方法200中控制设备的功能和所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
应注意，本发明实施例可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过 处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解，本发明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(Dynamic RAM，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(Double Data 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)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
图7是本发明实施例的通信系统700的一例的示意性框图，如图7所示，该通信系统700包括转发设备710和控制设备720，其中，该转发设备710可以对应(例如，配置在或本身即为)上述系统100和方法200中描述的第一转发设备(例如，转发设备#A)，并且，该转发设备710中各模块或单元分别用于执行上述系统100和方法200中第一转发设备(例如，转发设备#A)的功能和所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。并且，控制设备720可以对应(例如，配置在或本身即为)上述系统100和方法200中描述的控制设备，并且，该控制设备720中各模块或单元分别用于执行上述系统100和方法200中控制设备的功能和所执行的各动作或处理过程，这里，为了避免赘述，省略其详细说明。
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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解，在本发明实施例中，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，而不应对本发明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发明的范围。
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，在本发明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，本发明实施例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)执行本发明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，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (25)

  1. 一种控制网络切片的方法，其特征在于，应用在包括控制设备和至少一个转发设备的系统中，所述方法包括：
    第一转发设备接收控制设备发送的第一控制报文，所述第一控制报文承载有N个控制信息和N个网络切片标识，所述N个控制信息和所述N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是所述控制信息i所用于控制的网络切片的标识，i∈[1，N]，N≥1；
    所述第一转发设备根据所述N个网络切片标识，从所述N个控制信息中确定M个第一控制信息，所述M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，所述M个第一网络切片承载于所述第一转发设备，M≥1；
    所述第一转发设备基于所述第一控制信息j，控制所述第一网络切片j，j∈[1，M]。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N个控制信息中的每个控制信息均为所述第一控制信息。
  3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N个控制信息除所述第一控制信息外还包括第二控制信息，所述第二控制信息用于控制第二网络切片，所述第二网络切片承载于第二转发设备。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信系统包括公共网络切片，所述公共网络切片承载于所述系统中的全部转发设备。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一转发设备接收控制设备发送的第一控制报文，包括：
    第一转发设备通过所述公共网络切片的控制通道，接收控制设备发送的第一控制报文。
  6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述第一转发设备通过所述公共网络切片的控制通道，向所述控制设备发送以下至少一种信息：
    所述第一转发设备的资源状态信息、所述公共网络切片的拓扑信息、所述第一转发设备的故障信息。
  7. 一种控制网络切片的方法，其特征在于，应用在包括控制设备和至少一个转发设备的系统中，所述方法包括：
    控制设备获取N个控制信息和N个网络切片标识，所述N个控制信息和所述N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是所述控制信息i所用于控制的网络切片的标识，所述N个控制信息包括M个第一控制信息，所述M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，所述M个第一网络切片承载于第一转发设备，i∈[1，N]，N≥1，M≥1；
    所述控制设备向所述第一转发设备发送第一控制报文，所述第一控制报文承载有所述N个控制信息和所述N个网络切片标识。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述N个控制信息中的每个控制信息 均为所述第一控制信息。
  9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述N个控制信息除所述第一控制信息外还包括第二控制信息，所述第二控制信息用于控制第二网络切片，所述第二网络切片承载于第二转发设备。
  10. 根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信系统包括公共网络切片，所述公共网络切片承载于所述系统中的全部转发设备。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制设备向所述第一转发设备发送第一控制报文，包括：
    所述控制设备通过所述公共网络切片的控制通道向所述第一转发设备发送第一控制报文。
  12. 根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述控制设备通过所述公共网络切片的控制通道，接收所述第一转发设备发送的以下至少一种信息：
    所述第一转发设备的资源状态信息、所述公共网络切片的拓扑信息、所述第一转发设备的故障信息。
  13. 一种转发设备，其特征在于，被用作第一转发设备，所述第一转发设备包括：
    收发单元，用于接收控制设备发送的第一控制报文，所述第一控制报文承载有N个控制信息和N个网络切片标识，所述N个控制信息和所述N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是所述控制信息i所用于控制的网络切片的标识，i∈[1，N]，N≥1；
    处理单元，用于根据所述N个网络切片标识，从所述N个控制信息中确定M个第一控制信息，所述M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，所述M个第一网络切片承载于所述第一转发设备，M≥1，并用于基于所述第一控制信息j，控制所述第一网络切片j，j∈[1，M]。
  14. 根据权利要求13所述的转发设备，其特征在于，所述N个控制信息中的每个控制信息均为所述第一控制信息。
  15. 根据权利要求13所述的转发设备，其特征在于，所述N个控制信息除所述第一控制信息外还包括第二控制信息，所述第二控制信息用于控制第二网络切片，所述第二网络切片承载于第二转发设备。
  16. 根据权利要求13至15中任一项所述的转发设备，其特征在于，所述通信系统包括公共网络切片，所述公共网络切片承载于所述系统中的全部转发设备。
  17. 根据权利要求16所述的转发设备，其特征在于，所述收发单元具体用于通过所述公共网络切片的控制通道，接收控制设备发送的第一控制报文。
  18. 根据权利要求16或17所述的转发设备，其特征在于，所述收发单元还用于通过所述公共网络切片的控制通道，向所述控制设备发送以下至少一种信息：
    所述第一转发设备的资源状态信息、所述公共网络切片的拓扑信息、所述第一转发设备的故障信息。
  19. 一种控制设备，其特征在于，包括：
    确定单元，用于获取N个控制信息和N个网络切片标识，所述N个控制信息和所述 N个网络切片标识一一对应，与控制信息i相对应的网络切片标识i是所述控制信息i所用于控制的网络切片的标识，所述N个控制信息包括M个第一控制信息，所述M个第一控制信息与M个第一网络切片一一对应，所述M个第一网络切片承载于第一转发设备，i∈[1，N]，N≥1，M≥1；
    收发单元，用于向所述第一转发设备发送第一控制报文，所述第一控制报文承载有所述N个控制信息和所述N个网络切片标识。
  20. 根据权利要求19所述的控制设备，其特征在于，所述N个控制信息中的每个控制信息均为所述第一控制信息。
  21. 根据权利要求19所述的控制设备，其特征在于，所述N个控制信息除所述第一控制信息外还包括第二控制信息，所述第二控制信息用于控制第二网络切片，所述第二网络切片承载于第二转发设备。
  22. 根据权利要求19至21中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述通信系统包括公共网络切片，所述公共网络切片承载于所述系统中的全部转发设备。
  23. 根据权利要求22所述的控制设备，其特征在于，所述收发单元具体用于通过所述公共网络切片的控制通道向所述第一转发设备发送第一控制报文。
  24. 根据权利要求22或23所述的控制设备，其特征在于，所述收发单元还用于通过所述公共网络切片的控制通道，接收所述第一转发设备发送的以下至少一种信息：
    所述第一转发设备的资源状态信息、所述公共网络切片的拓扑信息、所述第一转发设备的故障信息。
  25. 一种通信系统，其特征在于，包括：
    根据权利要求13至18中任一项所述的转发设备；
    根据权利要求19至24中任一项所述的控制设备。
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