WO2019129300A1 - 缓存决策方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种缓存决策方法及装置。该方法包括：策略控制功能PCF接收至少一个本地分析功能LAF发送的第一缓存信息，第一缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和N1个应用信息的标识对应的内容，N1为正整数，PCF根据第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。从而可有效提升缓存的命中率，大大减少传输带宽和数据传输开销，提高用户使用网络的体验。

Description

缓存决策方法及装置
本申请要求于2017年12月29日提交中国专利局、申请号为201711498942.7、申请名称为“缓存决策方法及装置”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
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种缓存决策方法及装置。
背景技术
随着移动设备不断增长和移动业务的多样化，5G网络数据流量急剧增加，流量的持续高速增大使得移动网络的承载和处理能力面临严峻的挑战。用户通过移动设备访问网络中的内容，需要从内容提供商的远端服务器上获取，这会导致较大的传输时延。为了减轻网络传输压力，降低传输时延，通常会采用部署缓存的方法，将被访问次数较多的内容缓存在离用户较近的位置，用户可以从邻近的缓存设备上获取访问的内容，从而提高用户访问在线内容的体验。
移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)技术主要是在无线接入侧部署通用服务器，从而为无线接入网提供IT和云计算能力。图1为一种5G MEC架构示意图，如图1所示，主要分为控制面和用户面。其中，接入和移动管理功能(Access and Mobility Management Function，AMF)和会话管理功能(Session Management Function，SMF)网元位于控制面，其余网元位于用户面，用户面功能(User Plane Function，UPF)与接入网(Access Network，AN)通过接口N3连接，N1、N2、N4、N6、N9均为通信接口。5G核心网络中的SMF下发分流规则，然后将与分流规则中匹配的业务流从一个靠近UE和/或应用UPF路由到本地数据网络(Data Network，DN)中。MEC使无线接入网具备了业务本地化、近距离部署的条件，从而促使无线网络具备低时延能力，使回传网络带宽需求降低，节省运营成本。
DN中缓存哪些内容由缓存决策决定，而缓存决策决定缓存效果的优劣，在5G MEC架构下，如何进行缓存决策，以提升缓存命中率，目前还没有一个有效的解决方法。
发明内容
本申请提供一种缓存决策方法及装置，提升缓存命中率，提升用户使用网络的体验。
第一方面，本申请提供一种缓存决策方法，包括：
策略控制功能PCF接收至少一个本地分析功能LAF发送的第一缓存信息，第一 缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和N1个应用信息的标识对应的内容，N1为正整数；
PCF根据第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
通过第一方面提供的缓存决策方法，第一缓存信息为LAF处理过的信息，因此可有效提升缓存的命中率，大大减少传输带宽和数据传输开销，提高网络运行的效率，从而提高用户使用网络的体验。
在一种可能的设计中，方法还包括：
PCF接收网络数据分析网元NWDAF发送的第二缓存信息，第二缓存信息由NWDAF根据LAF发送的历史访问数据进行全网数据分析确定，第二缓存信息包括基站标识、全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识和N2个应用信息的标识对应的内容，历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，N2和N3为正整数；
PCF根据第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容，包括：
PCF根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
通过该实施方式提供的缓存决策方法，通过LAF对本地数据进行预处理和本地数据分析，NWDAF可以利用该预处理结果进一步做长期数据分析，从而无需再对海量的原始数据进行统计计算，而且原始数据无需发送给NWDAF，一方面可提高分析效率，保证缓存决策的时效性，本地决策和全网决策的结合能有效提升缓存的命中率，另一方面大大减少传输带宽和数据传输开销，从而提高用户使用网络的体验。
在一种可能的设计中，方法还包括：
PCF向服务于当前用户设备的会话管理功能网元SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，分流规则信息用于指示SMF向用户面功能UPF发送第二通知消息，第二通知消息用于指示UPF向SMF发送目标应用信息的标识；或者，
PCF向SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，分流规则信息用于指示SMF将分流规则信息转发给与SMF连接的UPF。
在一种可能的设计中，方法还包括：
PCF向本地缓存发送第一通知消息，第一通知消息包括本地缓存内容中的应用信息的标识，第一通知消息用于指示本地缓存根据本地缓存内容中的应用信息的标识更新本地缓存内容。
在一种可能的设计中，第一缓存信息是LAF以t1为周期发送的，或者，第一缓存信息是LAF在第一缓存信息的数据量等于第一阈值时发送的；
第二缓存信息是NWDAF以t2为周期发送的，或者，第二缓存信息是NWDAF在第二缓存信息的数据量等于第二阈值时发送的；
历史访问数据是LAF以t3为周期发送的，或者，历史访问数据是LAF在历史访问数据的数据量等于第三阈值时发送的；
其中，t1＜t2，t1＜t3。
在一种可能的设计中，PCF根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容，包括：
PCF根据第一缓存信息和第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百分比确定本地缓存内容。
在一种可能的设计中，第一缓存信息还包括N1个应用信息的标识的被访问次数，第二缓存信息还包括N2个应用信息的标识的被访问次数。
第二方面，本申请提供一种缓存决策方法，包括：
会话管理功能网元SMF接收目标应用信息的标识；
分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，所述SMF通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
通过第一方面提供的缓存决策方法，通过SMF接收PCF发送的分流规则信息后，在接收到目标应用信息的标识时，若确定分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识，则通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存，实现了将请求目标视频的数据包路由到本地缓存。
在一种可能的设计中，方法还包括：
SMF接收缓存决策功能PCF发送的分流规则信息。
在一种可能的设计中，目标应用信息的标识是UPF发送给SMF的，或者，目标应用信息的标识携带在用户设备向SMF发送的控制信令中。
第三方面，本申请提供一种缓存决策装置，包括：
接收模块，用于接收至少一个本地分析功能LAF发送的第一缓存信息，第一缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和N1个应用信息的标识对应的内容，N1为正整数；
确定模块，用于根据第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
在一种可能的设计中，接收模块还用于：
接收网络数据分析网元NWDAF发送的第二缓存信息，第二缓存信息由NWDAF根据LAF发送的历史访问数据进行全网数据分析确定，第二缓存信息包括基站标识、全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识和N2个应用信息的标识对应的内容，历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，N2和N3为正整数；
确定模块用于：
根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
在一种可能的设计中，装置还包括：
第一发送模块，用于向服务于当前用户设备的会话管理功能网元SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，分流规则信息用于指示SMF向用户面功能UPF发送第二通知消息，第二通知消息用于指示UPF向SMF发送目标应用信息的标识；或者，
向SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，分流规则信息用于指示SMF将分流规则信息转发给与SMF连接的UPF。
上述第三方面以及上述第三方面的各可能的设计中所提供的用户设备，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
在一种可能的设计中，装置还包括：
第二发送模块，用于向本地缓存发送第一通知消息，第一通知消息包括本地缓存内容中的应用信息的标识，第一通知消息用于指示本地缓存根据本地缓存内容中的应用信息的标识更新本地缓存内容。
在一种可能的设计中，第一缓存信息是LAF以t1为周期发送的，或者，第一缓存信息是LAF在第一缓存信息的数据量等于第一阈值时发送的；
第二缓存信息是NWDAF以t2为周期发送的，或者，第二缓存信息是NWDAF在第二缓存信息的数据量等于第二阈值时发送的；
历史访问数据是LAF以t3为周期发送的，或者，历史访问数据是LAF在历史访问数据的数据量等于第三阈值时发送的；
其中，t1＜t2，t1＜t3。
在一种可能的设计中，确定模块具体用于：
根据第一缓存信息和第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百分比确定本地缓存内容。
在一种可能的设计中，第一缓存信息还包括N1个应用信息的标识的被访问次数，第二缓存信息还包括N2个应用信息的标识的被访问次数。
第四方面，本申请提供一种缓存决策装置，包括：
接收模块，用于接收目标应用信息的标识；
处理模块，用于在分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
在一种可能的设计中，接收模块还用于：
接收模块，用于接收缓存决策功能PCF发送的分流规则信息。
在一种可能的设计中，目标应用信息的标识是UPF发送给SMF的，或者，目标应用信息的标识携带在用户设备向SMF发送的控制信令中。
上述第四方面以及上述第四方面的各可能的设计中所提供的用户设备，其有益效果可以参见上述第二方面和第二方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
第五方面，本申请提供一种缓存决策装置，包括：存储器和处理器；
存储器用于存储程序指令；
处理器用于调用存储器中的程序指令执行第一方面及第一方面任一种可能的设计中的缓存决策方法。
第六方面，本申请提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有执行指令，当缓存决策装置的至少一个处理器执行该执行指令时，缓存决策装置执行第一方面及第一方面任一种可能的设计中的缓存决策方法。
第七方面，本申请提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。缓存决策装置的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得缓存决策装置实施第一方面及第一方面任一种可能的设计中的缓存决策方法。
第八方面，本申请提供一种芯片，芯片与存储器相连，或者芯片上集成有存储器，当存储器中存储的软件程序被执行时，实现第一方面及第一方面任一种可能的设计中 的缓存决策方法。
附图说明
图1为一种5G MEC架构图；
图2A为本申请提供的一种基于5G MEC参考点形式的网络数据分析缓存决策架构示意图；
图2B为本申请提供的一种基于5G MEC服务接口形式的网络数据分析缓存决策架构示意图；
图3为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图4为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图5为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图6为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图7为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图8为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图9为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图；
图10为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图；
图11为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图；
图12为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图；
图13为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图；
图14为本申请提供的另一种缓存决策装置示意图；
图15为本申请提供的另一种缓存决策装置示意图。
具体实施方式
本申请的技术方案，可以应用于5G通信系统或者LTE系统等移动通信系统，本申请应用的通信系统架构如图2A和图2B所示，图2A为本申请提供的一种基于5G MEC参考点形式的网络数据分析缓存决策架构示意图，图2B为本申请提供的一种基于5G MEC服务接口形式的网络数据分析缓存决策架构示意图，图2A中，用户设备(User Equipment，UE)接入无线接入网((Radio)Access Network，(R)AN)、控制面的网元包括：策略控制功能(Policy Control Function，PCF)、缓存决策功能(Cache Decision Function，CDF)模块、SMF、AMF、本地分析功能((Local Analytic Function，LAF)、网络数据分析网元(Network Data Analytics，NWDAF)，CDF可部署在PCF网元内，用户面的网元包括：UPF上行分类器(Uplink Classifier，UL CL)和UPF锚点(Anchor)，相比较图1所示的5G MEC架构，主要增加了LAF、NWDAF和CDF，CDF部署在PCF网元中。同时，新增了三个接口：LAF与基站之间的N90接口、LAF与NWDAF之间的N91接口和PCF与LAF之间的N92接口。图2B中，包含的网元与图2A相同，新增了一个Nlaf服务接口。Nlaf服务接口包含Nlaf_Subscribe、Nlaf_Notify和Nlaf_Request/Response四类服务，其中Nlaf_Subscribe是CDF订阅LAF的本地分析决策服务，Nlaf_Notify是LAF通知PCF本地决策结果， Nlaf_Request/Response是提供本地统计分析结果服务的接口。本申请应用的通信系统中，主要涉及的网元是LAF、NWDAF、CDF、SMF、UL CL和UPF锚点，为便于理解，下面对本申请所涉及的网元的作用进行介绍。
LAF：LAF分析所连用户面的实时数据，比如从基站获取数据，也可以从UPF获取数据，并做出本地决策，发给CDF，另外，LAF把预设时间内的数据预处理结果上报给NWDAF。
NWDAF：利用网络数据分析方法对多个基站的访问数据进行学习和预测，做出全局决策。
CDF：根据本地决策和全局决策，决定本地缓存内容，并向SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，CDF可以包含在PCF内。
SMF：接收UPF通知的目标应用信息的标识(如用户设备请求的URI)，在判断出分流规则信息中有目标应用信息的标识时，通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
UPF：负责将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
UL CL：根据SMF下发的分流规则信息对数据包进行转发。
UPF锚点：提供不同的接入到DN中。
其中，UL CL和UPF锚点是UPF。
本申请提供一种缓存决策方法及装置，基于5G MEC架构，利用网络大数据(也称用户历史访问数据)对缓存进行决策，提升缓存命中率，减少网络负载，从而提高用户使用网络的体验。下面结合附图详细说明本申请的技术方案。
图3为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以包括：
S101、LAF从基站收集用户历史访问数据。
具体地，结合图2A和图2B所示，LAF通过N90接口从基站部署的深度报文检测(Deep Packet Inspection，DPI)设备上收集用户历史访问数据，历史访问数据例如包括基站标识、应用信息的标识、被访问次数和对应的内容，还可以包括访问时间，应用信息的标识例如为统一资源标识符(Uniform Resource Identifier，URI)。一个LAF连接多个基站，LAF从每一个基站收集用户历史访问数据。其中，基站标识用于区分地域性的用户历史访问数据，表明LAF是从基站标识对应的基站收集的数据。
S102、LAF根据所收集的用户历史访问数据确定第一缓存信息。
具体地，LAF对所收集的用户历史访问数据进行统计和排序，选择被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和对应的内容以及基站标识作为第一缓存信息。
S103、LAF向PCF发送第一缓存信息。
具体地，可以是周期性地发送，如LAF以t1为周期从基站收集用户历史访问数据，根据t1时间内所收集的用户历史访问数据确定第一缓存信息后发送。还可以是LAF在第一缓存信息的数据量等于第一阈值时发送。
其中，具体可以为LAF向部署在PCF内的CDF发送第一缓存信息，由CDF接收至少一个LAF发送的第一缓存信息。
PCF接收至少一个LAF发送的第一缓存信息，第一缓存信息包括基站标识、被访 问次数最大的前N1个应用信息的标识和N1个应用信息的标识对应的内容，N1为正整数。
S104、PCF根据第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
具体地，本地缓存内容不超过本地缓存的容量，PCF可以将第一缓存信息中的部分或全部作为本地缓存内容。
S105、PCF向本地缓存发送第一通知消息，第一通知消息包括本地缓存内容中的应用信息的标识，第一通知消息用于指示本地缓存根据本地缓存内容中的应用信息的标识更新本地缓存内容。
本实施例提供的缓存决策方法，通过PCF接收至少一个LAF发送的第一缓存信息，第一缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和N1个应用信息的标识对应的内容，第一缓存信息为LAF处理过的信息，因此可有效提升缓存的命中率，大大减少传输带宽和数据传输开销，提高网络运行的效率，从而提高用户使用网络的体验。
图4为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图4所示，本实施例的方法在图3所示实施例的基础上，在S104之后，还可以包括：
S106、LAF向NWDAF发送历史访问数据，历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容。
具体地，可以是以t3为周期周期性地发送，也可以是在历史访问数据的数据量等于第三阈值时发送。例如以t3为周期，t3例如为1天24小时，LAF将所收集到的所有基站的用户历史访问数据按照被访问次数进行排序，将被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容作为历史访问数据发送给NWDAF。因此，通过LAF收集所在基站的用户历史访问数据，进行预处理，即进行上述排序得到被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，然后将预处理后的用户历史访问数据发送给NWDAF，从基站收集的原始的用户历史访问数据仅存储在LAF，无需发送给NWDAF，从而使得发送给NWDAF的数据量减少，大大减少传输带宽和数据传输开销。
S107、NWDAF接收到LAF发送的历史访问数据后，对接收到的历史访问数据进行全网数据分析，确定出第二缓存信息，第二缓存信息包括基站标识与全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识和N2个应用信息的标识对应的内容。
S108、NWDAF向PCF发送第二缓存信息。
具体的，NWDAF通过N23接口向PCF发送第二缓存信息，NWDAF可以是以t2为周期向PCF发送第二缓存信息，也可以是NWDAF在第二缓存信息的数据量等于第二阈值时发送。
其中，t1＜t2，t1＜t3。
相应地，S104具体可以为：
S104’、CDF根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
具体地，CDF根据第一缓存信息和第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百分比确定本地缓存内容，即第一缓存信息和第二缓存信息占预设比例，第一缓存信息和第二缓存信息的和不超过本地缓存的容量。
本实施例提供的缓存决策方法，通过LAF从基站收集用户历史访问数据，由LAF进行本地决策，得到第一缓存信息并发送给PCF，LAF将用户历史访问数据进行预处理，将预处理后的用户历史访问数据发送给NWDAF，接着由NWDAF进行全网数据分析，得到第二缓存信息并发送给PCF，最后由PCF根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容，因此，通过LAF对本地数据进行预处理和本地数据分析，NWDAF可以利用该预处理结果进一步做长期数据分析，从而无需再对海量的原始数据进行统计计算，而且原始数据无需发送给NWDAF，一方面可提高分析效率，保证缓存决策的时效性，本地决策和全网决策的结合能有效提升缓存的命中率，另一方面大大减少传输带宽和数据传输开销，从而提高用户使用网络的体验。
在本地缓存更新之后，用户设备与基站的PDU会话建立之后，为解决PCF如何下发分流规则信息，以及如何将请求目标视频的数据包路由到本地缓存，图5为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图5所示，本实施例的方法可以包括：
S109、PCF向服务于当前用户设备的SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息。
S110、SMF接收到分流规则信息后，向UPF发送第二通知消息，第二通知消息用于指示UPF向SMF发送目标应用信息的标识。
或者，
S109’、PCF向SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息。
具体地，PCF向网络中所有的SMF发送该分流规则信息。
S110’、SMF接收到分流规则信息后，SMF将该分流规则信息转发给与SMF连接的UPF。
S111、SMF接收目标应用信息的标识。
其中，可选的，目标应用信息的标识是UPF发送给SMF的，具体地，用户设备通过基站向UPF发送用于请求目标视频的数据包，数据包中携带目标应用信息的标识，UPF向SMF通知UPF所接收到的目标应用信息的标识。或者，目标应用信息的标识携带在用户设备向SMF发送的控制信令中。
S112、分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，SMF通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
本实施例提供的缓存决策方法，通过SMF接收PCF发送的分流规则信息后，在接收到目标应用信息的标识时，若分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识，则SMF通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存，实现了将请求目标视频的数据包路由到本地缓存。
下面采用几个具体的实施例，对图4和图5所示方法实施例的技术方案进行详细说明。
图6为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图6所示，本实施例的方法可以包括：
S201、LAF以t1为周期从基站收集用户历史访问数据。
具体地，结合图2A和图2B所示，LAF通过N90接口从基站部署的DPI设备上收集用户历史访问数据，历史访问数据例如包括基站标识、应用信息的标识、被访问 次数和对应的内容，还可以包括访问时间。t1例如为1小时，2小时等等。一个LAF连接多个基站，LAF从每一个基站收集用户历史访问数据。
S202、LAF根据t1时间内所收集的用户历史访问数据确定第一缓存信息。
具体地，LAF对t1时间内所收集的用户历史访问数据进行统计和排序，选择被访问次数最大的前N1个应用信息的标识、被访问次数和对应的内容以及基站标识作为第一缓存信息。
S203、LAF向CDF发送第一缓存信息。
S204、LAF以t3为周期向NWDAF发送历史访问数据，历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容。
具体地，t3例如为1天24小时，LAF将所收集到的所有基站的用户历史访问数据按照被访问次数进行排序，将被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容作为历史访问数据发送给NWDAF。因此，通过LAF收集所在基站的用户历史访问数据，进行预处理，即进行上述排序得到被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，然后将预处理后的用户历史访问数据发送给NWDAF，从基站收集的原始的用户历史访问数据仅存储在LAF，无需发送给NWDAF，从而使得发送给NWDAF的数据量减少，大大减少传输带宽和数据传输开销。
S205、NWDAF接收到LAF发送的历史访问数据后，对接收到的t2时间内的历史访问数据进行全网数据分析，确定出第二缓存信息，第二缓存信息包括基站标识与全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识、被访问次数和对应的内容。
S206、NWDAF向CDF发送第二缓存信息。
具体的，NWDAF通过N23接口向CDF发送第二缓存信息。t2例如为24小时，则NWDAF向CDF发送一次第二缓存信息。
S207、CDF根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
具体地，CDF根据第一缓存信息和第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百分比确定本地缓存内容，即第一缓存信息和第二缓存信息占预设比例，第一缓存信息和第二缓存信息的和不超过本地缓存的容量。
S208、CDF向本地缓存发送携带本地缓存内容的第一通知消息，第一通知消息用于指示本地缓存更新本地缓存内容。
具体地，本地缓存(Cache)接收到第一通知消息后，根据第一通知消息更新本地缓存内容。
用户设备与基站的PDU会话建立之后，CDF如何下发分流规则信息以及如何将请求目标视频的数据包路由到本地缓存，下面结合图7详细说明此过程，图7为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图7所示，本实施例的方法可以包括：
S209、CDF向SMF发送分流规则信息，该分流规则信息携带本地缓存内容中的应用信息的标识。
具体地，CDF向服务于当前用户设备的SMF发送分流规则信息。
S210、SMF接收到分流规则信息后，向UPF发送第二通知消息，第二通知消息用于指示UPF向SMF发送目标应用信息的标识。
S211、用户设备通过基站向UPF发送用于请求目标视频的数据包。
具体地，用户设备向基站发送携带目标应用信息的标识的数据包，基站转发给UPF。
S212、UPF向SMF通知UPF所接收到的目标应用信息的标识。
S213、SMF接收到UPF发送的目标应用信息的标识时，确定分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，SMF通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
S214、UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
具体地，S214包括：
S2141、UPF判断是否有连接到本地缓存的ULCL及UPF锚点，若有，则执行S2142，若没有则执行S2143。
S2142、UPF通过ULCL将数据包路由到UPF锚点上。
S2143、UPF插入一个ULCL，通过插入的ULCL将数据包路由到UPF锚点上。
S215、本地缓存将与目标应用信息的标识对应的内容(目标视频)发送给UPF锚点。
S216、UPF锚点将目标视频通过基站发送给用户设备。
本实施例中，通过LAF从基站收集用户历史访问数据，由LAF以t1为周期进行本地决策，得到第一缓存信息并发送给CDF，LAF将t3时间内的用户历史访问数据进行预处理，将预处理后的用户历史访问数据发送给NWDAF，接着由NWDAF以t2为周期进行全网数据分析，得到第二缓存信息并发送给CDF，最后由CDF根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容，因此，通过LAF对本地数据进行预处理和本地数据分析，NWDAF可以利用该预处理结果进一步做长期数据分析，从而无需再对海量的原始数据进行统计计算，而且原始数据无需发送给NWDAF，一方面可提高分析效率，保证缓存决策的时效性，本地决策和全网决策的结合能有效提升缓存的命中率，另一方面大大减少传输带宽和数据传输开销，从而提高用户使用网络的体验。
图8为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图8所示，本实施例与图7所示实施例的区别在于，目标应用信息的标识携带在用户设备向SMF发送的控制信令中，本实施例的方法可以包括：
S309、CDF向SMF发送分流规则信息，该分流规则信息携带本地缓存内容中的应用信息的标识。
具体地，CDF向与用户设备连接的SMF发送分流规则信息。
S310、用户设备向SMF发送携带目标应用信息的标识的控制信令。
具体地，控制信令例如为非接入层(Non-Access Stratum，NAS)消息。
S311、SMF接收到控制信令时，确定分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
S312、UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
具体地，S312包括：
S3121、UPF判断是否有连接到本地缓存的ULCL及UPF锚点，若有，则执行S3122， 若没有则执行S3123。
S3122、UPF通过ULCL将数据包路由到UPF锚点上。
S3123、UPF插入一个ULCL，通过插入的ULCL将数据包路由到UPF锚点上。
S313、本地缓存将与目标应用信息的标识对应的内容(目标视频)发送给UPF锚点。
S314、UPF锚点将目标视频通过基站发送给用户设备。
本实施例中，相比较图4所示实施例，无需UPF上报目标应用信息的标识给SMF，而直接通过用户设备向SMF发送携带目标应用信息的标识的控制信令，可以减少用户面功能的应用检测。
图9为本申请提供的一种缓存决策方法实施例的流程图，如图9所示，本实施例的方法可以包括：
S401～S408与S201～S208相同，此处不再赘述。
S409、CDF向网络中所有的SMF发送分流规则信息，该分流规则信息携带本地缓存内容中的应用信息的标识。
S410、SMF向UPF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息。
具体地，SMF向该SMF管辖的所有UPF(即与该SMF连接的所有UPF)发送该分流规则信息。
S411、用户设备通过基站向UPF发送用于请求目标视频的数据包，数据包中携带目标应用信息的标识。
具体地，用户设备向基站发送携带目标应用信息的标识的数据包，基站转发给UPF。
S412、UPF接收到用户设备发送的携带目标应用信息的标识的数据包时，UPF确定分流规则信息携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，将数据包路由到本地缓存。
具体地，S412包括：
S4121、UPF判断是否有连接到本地缓存的ULCL及UPF锚点，若有，则执行S4122，若没有则执行S4123。
S4122、UPF通过ULCL将数据包路由到UPF锚点上。
S4123、UPF插入一个ULCL，通过插入的ULCL将数据包路由到UPF锚点上。
S413、本地缓存将与目标应用信息的标识对应的内容(目标视频)发送给UPF锚点。
S414、UPF锚点将目标视频通过基站发送给用户设备。
本实施例中，相比较图7所示实施例，提前通过SMF下发分流规则信息给UPF，UPF收到用户设备发送的请求目标视频的数据包后，会直接根据分流规则信息决定是否将该数据包路由到本地网络缓存，节省了控制面功能和用户面功能的信息交互。
需要说明的是，图7～图9所示实施例中，均是以LAF周期性向CDF和NWDAF上报从基站收集的用户历史访问数据，NWDAF向CDF发送第二缓存信息也是周期性上报，可选的，还可以是在数据量达到预设阈值时上报，例如，LAF从基站收集用户历史访问数据，在数据量到达第一预设阈值时，将所收集的用户历史访问数据中被访问次数最大的前N1个应用信息的标识、被访问次数和对应的内容以及基站标识作为 第一缓存信息，并向CDF发送第一缓存信息。LAF从基站收集用户历史访问数据，在数据量到达第三预设阈值时，将所收集的用户历史访问数据中被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容发送给NWDAF。NWDAF接收到LAF发送的历史访问数据后，若NWDAF所接收到的数据量达到第二阈值时，对达到第二阈值的历史访问数据全网数据分析，确定出第二缓存信息并发送给CDF。其它步骤相同，此处不再赘述。
图10为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图，如图10所示，本实施例的装置可以包括：接收模块11和确定模块12，其中，接收模块11用于接收至少一个分析功能LAF发送的第一缓存信息，第一缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和N1个应用信息的标识对应的内容，N1为正整数，确定模块12用于根据第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
可选的，接收模块11还用于：接收网络数据分析网元NWDAF发送的第二缓存信息，第二缓存信息由NWDAF根据LAF发送的历史访问数据进行全网数据分析确定，第二缓存信息包括基站标识、全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识和N2个应用信息的标识对应的内容，历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，N2和N3为正整数；
确定模块用于：根据第一缓存信息、第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
本实施例的装置，可以用于执行图3或图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图11为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图，如图11所示，本实施例的装置在图10所示装置结构的基础上，进一步地，还可以包括：第一发送模块13，该发送模块13用于向服务于当前用户设备的会话管理功能网元SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，分流规则信息用于指示SMF向用户面功能UPF发送第二通知消息，第二通知消息用于指示UPF向SMF发送目标应用信息的标识。或者，向SMF发送携带本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，分流规则信息用于指示SMF将分流规则信息转发给与SMF连接的UPF。
本实施例的装置，可以用于执行图3或图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图12为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图，如图12所示，本实施例的装置在图10或图11所示装置结构的基础上，本实施例以在图7所示装置结构的基础上为例，进一步地，还可以包括：第二发送模块14，该第二发送模块，用于向本地缓存发送第一通知消息，第一通知消息包括本地缓存内容中的应用信息的标识，第一通知消息用于指示本地缓存根据本地缓存内容中的应用信息的标识更新本地缓存内容。
在上述实施例中，可选的，第一缓存信息是LAF以t1为周期发送的，或者，第一缓存信息是LAF在第一缓存信息的数据量等于第一阈值时发送的；
第二缓存信息是NWDAF以t2为周期发送的，或者，第二缓存信息是NWDAF在第二缓存信息的数据量等于第二阈值时发送的；
历史访问数据是LAF以t3为周期发送的，或者，历史访问数据是LAF在历史访 问数据的数据量等于第三阈值时发送的；
其中，t1＜t2，t1＜t3。
在上述实施例中，进一步地，确定模块12具体用于：
根据第一缓存信息和第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百分比确定本地缓存内容。
在上述实施例中，第一缓存信息还包括N1个应用信息的标识的被访问次数，第二缓存信息还包括N2个应用信息的标识的被访问次数。
本实施例的装置，可以用于执行图3或图4所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图13为本申请提供的一种缓存决策装置实施例的结构示意图，如图13所示，本实施例的装置可以包括：接收模块21和处理模块22，其中，接收模块21用于接收目标应用信息的标识。处理模块22用于在分流规则信息中携带的应用信息的标识中有目标应用信息的标识时，通知UPF将携带目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
可选的，接收模块21还用于接收缓存决策功能PCF发送的分流规则信息。
在本实施例中，可选的，目标应用信息的标识是UPF发送给SMF的，或者，目标应用信息的标识携带在用户设备向SMF发送的控制信令中。
本实施例的装置，可以用于执行图5所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图14为本申请提供的另一种缓存决策装置示意图，该缓存决策装置700包括：
存储器701，用于存储程序指令，该存储器可以是flash(闪存)。
处理器702，用于调用并执行存储器中的程序指令，以实现图3～图5任一所示的缓存决策方法中的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
可选地，存储器1101既可以是独立的，也可以如图15所示，图15为本申请提供的另一种缓存决策装置示意图，存储器701跟处理器702集成在一起。
该缓存决策装置可以用于执行上述方法实施例中CDF或SMF对应的各个步骤和/或流程。
本申请还提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有执行指令，当缓存决策装置的至少一个处理器执行该执行指令时，缓存决策装置执行上述的各种实施方式提供的缓存决策方法。
本申请还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。缓存决策装置的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得缓存决策装置实施上述的各种实施方式提供的缓存决策方法。
本领域普通技术人员可以理解：在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，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。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、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(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(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成的服务器、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(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims (20)

  1. 一种缓存决策方法，其特征在于，包括：
    策略控制功能PCF接收至少一个本地分析功能LAF发送的第一缓存信息，所述第一缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和所述N1个应用信息的标识对应的内容，所述N1为正整数；
    所述PCF根据所述第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述PCF接收网络数据分析网元NWDAF发送的第二缓存信息，所述第二缓存信息由所述NWDAF根据所述LAF发送的历史访问数据进行全网数据分析确定，所述第二缓存信息包括基站标识、全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识和所述N2个应用信息的标识对应的内容，所述历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，所述N2和N3为正整数；
    所述PCF根据所述第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容，包括：
    所述PCF根据所述第一缓存信息、所述第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
  3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述PCF向服务于当前用户设备的会话管理功能网元SMF发送携带所述本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，所述分流规则信息用于指示所述SMF向用户面功能UPF发送第二通知消息，所述第二通知消息用于指示所述UPF向所述SMF发送目标应用信息的标识；或者，
    所述PCF向SMF发送携带所述本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，所述分流规则信息用于指示所述SMF将所述分流规则信息转发给与所述SMF连接的UPF。
  4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述PCF向所述本地缓存发送第一通知消息，所述第一通知消息包括所述本地缓存内容中的应用信息的标识，所述第一通知消息用于指示所述本地缓存根据所述本地缓存内容中的应用信息的标识更新本地缓存内容。
  5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
    所述第一缓存信息是所述LAF以t1为周期发送的，或者，所述第一缓存信息是所述LAF在所述第一缓存信息的数据量等于第一阈值时发送的；
    所述第二缓存信息是所述NWDAF以t2为周期发送的，或者，所述第二缓存信息是所述NWDAF在所述第二缓存信息的数据量等于第二阈值时发送的；
    所述历史访问数据是所述LAF以t3为周期发送的，或者，所述历史访问数据是所述LAF在所述历史访问数据的数据量等于第三阈值时发送的；
    其中，t1＜t2，t1＜t3。
  6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PCF根据所述第一缓存信息、所述第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容，包括：
    所述PCF根据所述第一缓存信息和所述第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百 分比确定本地缓存内容。
  7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一缓存信息还包括所述N1个应用信息的标识的被访问次数，所述第二缓存信息还包括所述N2个应用信息的标识的被访问次数。
  8. 一种缓存决策方法，其特征在于，包括：
    会话管理功能网元SMF接收目标应用信息的标识；
    分流规则信息中携带的应用信息的标识中有所述目标应用信息的标识时，所述SMF通知UPF将携带所述目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
  9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述SMF接收缓存决策功能PCF发送的所述分流规则信息。
  10. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述目标应用信息的标识是所述UPF发送给所述SMF的，或者，所述目标应用信息的标识携带在用户设备向所述SMF发送的控制信令中。
  11. 一种缓存决策装置，其特征在于，包括：
    接收模块，用于接收至少一个本地分析功能LAF发送的第一缓存信息，所述第一缓存信息包括基站标识、被访问次数最大的前N1个应用信息的标识和所述N1个应用信息的标识对应的内容，所述N1为正整数；
    确定模块，用于根据所述第一缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
  12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于：
    接收网络数据分析网元NWDAF发送的第二缓存信息，所述第二缓存信息由所述NWDAF根据所述LAF发送的历史访问数据进行全网数据分析确定，所述第二缓存信息包括基站标识、全网被访问次数最大的前N2个应用信息的标识和所述N2个应用信息的标识对应的内容，所述历史访问数据为被访问次数最大的前N3个应用信息对应的内容，所述N2和N3为正整数；
    所述确定模块用于：
    根据所述第一缓存信息、所述第二缓存信息和本地缓存的容量，确定本地缓存内容。
  13. 根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
    第一发送模块，用于向服务于当前用户设备的会话管理功能网元SMF发送携带所述本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，所述分流规则信息用于指示所述SMF向用户面功能UPF发送第二通知消息，所述第二通知消息用于指示所述UPF向所述SMF发送目标应用信息的标识；或者，
    向SMF发送携带所述本地缓存内容中的应用信息的标识的分流规则信息，所述分流规则信息用于指示所述SMF将所述分流规则信息转发给与所述SMF连接的UPF。
  14. 根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
    第二发送模块，用于向所述本地缓存发送第一通知消息，所述第一通知消息包括所述本地缓存内容中的应用信息的标识，所述第一通知消息用于指示所述本地缓存根据所述本地缓存内容中的应用信息的标识更新本地缓存内容。
  15. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于：
    所述第一缓存信息是所述LAF以t1为周期发送的，或者，所述第一缓存信息是所述LAF在所述第一缓存信息的数据量等于第一阈值时发送的；
    所述第二缓存信息是所述NWDAF以t2为周期发送的，或者，所述第二缓存信息是所述NWDAF在所述第二缓存信息的数据量等于第二阈值时发送的；
    所述历史访问数据是所述LAF以t3为周期发送的，或者，所述历史访问数据是所述LAF在所述历史访问数据的数据量等于第三阈值时发送的；
    其中，t1＜t2，t1＜t3。
  16. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
    根据所述第一缓存信息和所述第二缓存信息分别占本地缓存的容量的百分比确定本地缓存内容。
  17. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一缓存信息还包括所述N1个应用信息的标识的被访问次数，所述第二缓存信息还包括所述N2个应用信息的标识的被访问次数。
  18. 一种缓存决策装置，其特征在于，包括：
    接收模块，用于接收目标应用信息的标识；
    处理模块，用于在分流规则信息中携带的应用信息的标识中有所述目标应用信息的标识时，通知UPF将携带所述目标应用信息的标识的数据包路由到本地缓存。
  19. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于：
    接收缓存决策功能PCF发送的所述分流规则信息。
  20. 根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述目标应用信息的标识是所述UPF发送给SMF的，或者，所述目标应用信息的标识携带在用户设备向所述SMF发送的控制信令中。
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