本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求選擇方法。

背景技術(shù)：

未來5G網(wǎng)絡(luò)將面臨多種應(yīng)用場景，其中三大典型應(yīng)用場景分別為增強移動寬帶(enhance Mobile Broad Band，eMBB)、大規(guī)模機器類型通信(massive Machine Type Communication，mMTC)和超可靠低時延通信(ultra-Reliability and Low Latency Communication，uRLLC)，不同的應(yīng)用場景對移動性、安全性、時延、可靠性等方面的要求各不相同?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)難以用一種架構(gòu)滿足所有應(yīng)用場景的需求，然而為不同應(yīng)用場景構(gòu)建不同的物理網(wǎng)絡(luò)又不太現(xiàn)實，因為構(gòu)建多個不同物理網(wǎng)絡(luò)的成本是運營商無法接受的。

在上述背景下，下一代移動網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(Next Generation Mobile Networking，NGMN)提出了網(wǎng)絡(luò)切片(Network Slicing，NS)的概念，即在一個物理基礎(chǔ)設(shè)施上，利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined network，SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)等技術(shù)，按需構(gòu)建不同的NS，不同的NS對應(yīng)不同的應(yīng)用場景，且NS之間實現(xiàn)邏輯的隔離，任何一個NS的擁塞、過載、配置的調(diào)整不影響其它NS。不同的NS中的網(wǎng)絡(luò)功能(Network Function)在相同的位置共享相同的軟硬件平臺，NS可動態(tài)伸縮和刪除。

SDN的特征包括：1、控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離。SDN控制器執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)控制功能，底層OpenFlow交換機(OpenFlow Switch，OF Switch)根據(jù)SDN控制器下發(fā)的OpenFlow流表項執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)功能。2、控制平面集中化。所有的控制功能集中在SDN控制器中，簡化了網(wǎng)絡(luò)運維，提高了路由管理的靈活性。3、SDN控制器具有軟件可編程的特性，可以通過軟件編程的方式滿足不同的網(wǎng)絡(luò)控制和使用需求。

NFV的特征是：基礎(chǔ)設(shè)施層中的通用商品化(Commercial off-the-shelf,COTS)的計算/存儲/網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備通過虛擬化技術(shù)分解為多種虛擬資源，通過網(wǎng)絡(luò)管理和編排創(chuàng)建所需的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能，滿足上層各種應(yīng)用的需求。通過虛擬化技術(shù)，使得應(yīng)用與硬件解耦，網(wǎng)絡(luò)抽象化，從而使資源的供給速度大大提高，從數(shù)天縮短到數(shù)分鐘。

現(xiàn)有NS方案主要集中在核心網(wǎng)，對無線接入網(wǎng)(Radio Access Network，RAN)切片的研究相對比較匱乏。目前第三代合作伙伴項目(3rd Generation Partnership Project,3GPP)提出的NS只切分核心網(wǎng)部分和多個NS共享一個RAN，而共享的RAN部分對不同的NS并不存在差異，3GPP并沒有給出針對不同應(yīng)用場景下構(gòu)建的NS配置不同的RAN特征。其中用戶請求新服務(wù)過程大致為用戶向接入網(wǎng)發(fā)送請求，接入網(wǎng)又向移動管理實體發(fā)送請求，移動管理實例向切片選擇功能發(fā)送請求，切片選擇功能選擇網(wǎng)絡(luò)切片號，并發(fā)送請求至認(rèn)證授權(quán)實體，認(rèn)證授權(quán)實體執(zhí)行認(rèn)證與授權(quán)過程，移動管理實體向會話管理實體發(fā)送新服務(wù)請求，在接入網(wǎng)和核心網(wǎng)之間建立用戶面連接，移動管理實體向接入網(wǎng)以及接入網(wǎng)向用戶返回請求響應(yīng)。該用戶請求新服務(wù)過程存在多次新服務(wù)請求過程，過程復(fù)雜繁瑣，信令交互太多。與此同時，在RAN側(cè)不同的NS之間沒有有效的隔離機制，所有NS共享一個RAN容易出現(xiàn)某個網(wǎng)絡(luò)功能不可用造成包含該網(wǎng)絡(luò)功能的所有NS不可用，將帶來難以估計的損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提出了一種基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求選擇方法。本發(fā)明方法通過在不同NS之間共享部分網(wǎng)絡(luò)功能，盡可能提高資源利用率。

本發(fā)明提出的一種基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求選擇方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)用戶通過無線接入點發(fā)送新服務(wù)請求至基帶資源池的服務(wù)器；

(2)該服務(wù)器接收到用戶的新服務(wù)請求，向SDN控制器轉(zhuǎn)發(fā)用戶服務(wù)請求，并請求該控制器對用戶進行認(rèn)證和授權(quán)；

(3)SDN控制器利用認(rèn)證和密鑰協(xié)商對用戶進行認(rèn)證和授權(quán)，如果用戶通過認(rèn)證和授權(quán)，則轉(zhuǎn)入步驟(4)；如果用戶沒有通過認(rèn)證和授權(quán)，則轉(zhuǎn)入步驟(6)；

(4)該服務(wù)器根據(jù)用戶的服務(wù)類型、使用類型和訂閱信息為用戶選擇合適的網(wǎng)絡(luò)切片ID進行匹配；如果匹配成功，則轉(zhuǎn)入步驟(5)；如果匹配不成功，則該服務(wù)器為用戶選擇默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)切片ID，再轉(zhuǎn)入步驟(5)；

(5)該服務(wù)器通知接入網(wǎng)、SDN控制器和S/P-GW網(wǎng)關(guān)之間建立供用戶互聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，轉(zhuǎn)入步驟(7)；

(6)該服務(wù)器通過無線接入點向用戶發(fā)送新服務(wù)請求失敗響應(yīng)；

(7)該服務(wù)器通過無線接入點向用戶發(fā)送新服務(wù)請求成功響應(yīng)，并返回用戶請求的具體內(nèi)容，本次用戶服務(wù)請求結(jié)束。

本發(fā)明提出的基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求方法，其特點和有益效果在于：

本發(fā)明方法為用戶請求某個具體應(yīng)用(如網(wǎng)頁瀏覽、語音通話等)的過程，旨在為不同的應(yīng)用場景分配一個既含有特定的RAN切片又含有核心網(wǎng)切片的端到端網(wǎng)絡(luò)切片(End to End Network Slicing，E2E NS)，本發(fā)明能更好地滿足不同應(yīng)用場景的需求，提供更好的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)以及用戶體驗，減少信令開銷，提高資源利用率。

附圖說明

圖1為基于本發(fā)明方法的端到端網(wǎng)絡(luò)切片物理實現(xiàn)圖。

圖2為本發(fā)明方法的總體流程框圖。

圖中：1、智能終端，2、無線接入點，3、無線鏈路，4、服務(wù)器，5、S/P-GW網(wǎng)關(guān)，6、SDN控制器，7、互聯(lián)網(wǎng)，8、有線鏈路。

具體實施方式

本發(fā)明提出的基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求選擇方法，下面結(jié)合附圖及具體實施例進一步說明如下。

本發(fā)明提出的基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求選擇方法，基于本發(fā)明方法的端到端網(wǎng)絡(luò)切片物理實現(xiàn)圖如圖1所示，圖1中，7為互聯(lián)網(wǎng)，3為無線鏈路，8為有線鏈路；主要的設(shè)備包括：智能終端1，無線接入點2，服務(wù)器4，S/P-GW(Service/Packet-gateway)網(wǎng)關(guān)5和SDN控制器6；其中，多個服務(wù)器4構(gòu)成了一個基帶資源池。智能終端1通過無線鏈路3與無線接入點2相連，基帶資源池分別與無線接入點2和網(wǎng)關(guān)5相連，SDN控制器6分別與基帶資源池和網(wǎng)關(guān)5相連，S/P-GW網(wǎng)關(guān)5之間可以互連，互聯(lián)網(wǎng)7與S/P-GW網(wǎng)關(guān)5相連。無線接入點2和服務(wù)器4以及之間的有線/無線鏈路組成接入網(wǎng)，S/P-GW網(wǎng)關(guān)5和SDN控制器6以及之間的有線鏈路8組成核心網(wǎng)。基帶資源池中的服務(wù)器4包括：基帶處理功能、共享用戶面功能(如數(shù)據(jù)加密、頭壓縮)和網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能等，SDN控制器6包括：共享控制面功能(如認(rèn)證與授權(quán)、移動性管理功能)和歸屬用戶服務(wù)器中的一些功能(例如：提供有關(guān)用戶物理位置信息)等。底層的物理基礎(chǔ)設(shè)施通過虛擬化技術(shù)和NFV實現(xiàn)物理設(shè)備的虛擬化，形成一個虛擬化的環(huán)境，利用SDN技術(shù)實現(xiàn)控制面和用戶面分離，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實現(xiàn)在相同的基礎(chǔ)設(shè)施之上構(gòu)建多個不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)切片，其中每個網(wǎng)絡(luò)切片都有一個唯一的ID(Identification)號，同時，選擇一個功能較全，能滿足大部分應(yīng)用場景的切片作為默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)切片，其ID號稱為默認(rèn)NS ID。

本發(fā)明提出的基于端到端網(wǎng)絡(luò)切片的用戶服務(wù)請求選擇方法，其流程如圖2所示，包括以下步驟：

(1)用戶通過無線接入點發(fā)送新服務(wù)請求至基帶資源池的服務(wù)器；

(2)該服務(wù)器接收到用戶的新服務(wù)請求，向SDN控制器轉(zhuǎn)發(fā)用戶服務(wù)請求，并請求該控制器對用戶進行認(rèn)證和授權(quán)；

(3)SDN控制器利用認(rèn)證和密鑰協(xié)商對用戶進行認(rèn)證和授權(quán)，如果用戶通過認(rèn)證和授權(quán)，則轉(zhuǎn)入步驟(4)；如果因用戶屬于非法用戶等原因，沒有通過認(rèn)證和授權(quán)，則轉(zhuǎn)入步驟(6)；

(4)該服務(wù)器根據(jù)用戶的服務(wù)類型、使用類型和訂閱信息等為用戶選擇合適的NS ID進行匹配；如果匹配成功，則轉(zhuǎn)入步驟(5)；如果匹配不成功，則該服務(wù)器為用戶選擇默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)切片ID，再轉(zhuǎn)入步驟(5)；

(5)該服務(wù)器通知接入網(wǎng)、SDN控制器和S/P-GW網(wǎng)關(guān)之間建立供用戶互聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，轉(zhuǎn)入步驟(7)；

(6)該服務(wù)器通過無線接入點向用戶發(fā)送新服務(wù)請求失敗響應(yīng)；

(7)該服務(wù)器通過無線接入點向用戶發(fā)送新服務(wù)請求成功響應(yīng)，并返回用戶請求的具體內(nèi)容，本次用戶服務(wù)請求結(jié)束。