CN113170530A - 用于5g网络的跨区域网络切片对等 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于第一核心网(111)的网络实体，其中，该网络实体用于操作第一核心网中的本地网络切片(NSI‑1)，以与第二核心网(161)中的远端网络切片(NSI‑2)通信。

Description

用于5G网络的跨区域网络切片对等

技术领域

本发明总体上涉及电信领域。更具体地，本发明涉及在通信网络中(特别是在5G核心网中)用于跨区域的端到端网络切片对等的设备、***、以及方法。

背景技术

下一代移动网络(即，5G网络)预期支持许多新型服务以及私有和工业环境的各种设备(例如，汽车、可穿戴设备、传感器、以及执行器)之间的连接。新型的服务和连接通常意味着在时延、数据速率等方面的截然不同的服务要求，这自然需要不同的处理，从而对5G网络的控制提出了挑战。

特别地，支持各种新型服务对核心网的架构具有深刻的影响。在如今的移动网络中，服务主要是指人们手中的便携式设备仅为获得数据服务和语音服务而进行的接入。核心网可以遵循尽力而为(best-effort)原则对便携式设备应用基本相同的处理。因此，这些服务是可预测的，并且可以预规划好如何响应这些服务。然而，伴随着各种新的服务请求，服务模式将变得非常多样化。因此，难以预测对于5G网络的服务请求。满足要求的适当方式是以动态的方式灵活地响应任何到来的服务。

高效地响应于不同且不可预测的服务请求并非易事。使用静态网络部署的管理性预规划方法不起作用。最近提出了软件定义网络(software-defined networking，SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization，NFV)，作为实现灵活且可编程的网络基础架构的两个关键促成因素。SDN背后的思想是将所有内容抽象为流，并将流处理的复杂性移动到被称为SDN控制器(SDN controller，SDNC)的逻辑集中式单元上。因此，SDN视图(SDN view)将所有网元简化为仅负责流处理的“哑”流处理设备。利用这些概念，SDN将所有管理和控制面(control plane，CP)智慧在SDNC处融合。而通用抽象和本地可用数据反过来简化了网络控制和管理应用的开发。NFV进一步将现有的网络功能(之前主要由专用和特定的硬件实现)转为可以按照需要轻松地部署或移除的虚拟功能模块。

鉴于可以按需部署/分配任何网络功能(network function，NF)(NFV的特征)，并且可以对NF的转发行为进行远程编程(SDN的特征)，利用这两种促成技术，对新服务请求的响应变得比以前容易得多，就像安装和运行计算机程序一样。

在即将到来的5G时代，通过移动网络提供的服务将不仅限于人与人的通信和基本的互联网连接。而是预期通过无线移动网络提供越来越多的垂直行业的服务。然而，传统的尽力而为的服务质量(quality-of-service，QoS)无法支持多样化的服务。例如，如果医疗机器人必须实时精确地操作远程手术，则eHealth服务要求超低时延的连接。另一示例是，为了提供沉浸式的娱乐体验，虚拟现实(virtual reality，VR)实况广播需要高吞吐量带宽，同时需要低时延交互。因此，对于不同的客户，5G网络将必须保证各种服务级别协议(service level agreement，SLA)，但共享相同的物理基础架构。

满足这些不同要求的方法是，首先，使用上面提到的SDN和NFV技术将物理基础架构虚拟化为云，从而将物理基础架构转换为完全可编程的。其次，强调资源隔离以提供性能保证。这两个提议产生了称为网络切片的新的技术概念，其中，多个网络租户具有其自己的网络资源，这些网络资源彼此之间隔离且保证SLA。这种用于一个租户的隔离网络资源部分是容置于共享基础架构中的虚拟化逻辑网络，称为网络切片实例(network sliceinstance，NSI)。根据当前的3GPP SA2定义，NSI是用于提供服务的端到端(end-to-end，E2E)网络能力。

5G网络中对E2E特征能力的强调，吸引了垂直行业越来越多的兴趣。与前几代移动网络***(例如，3G和4G)不同，5G网络将促进机器类连接(machinery-type connectivity，MTC)，在MTC中通信将发生在物体/设备之间，而不是人与人之间。例如，在未来的智能工厂中，机器人不仅需要在一个工厂中进行本地通信，在生产时还要与位于不同地方的另一工厂中的机器人协作。另一个示例是联网汽车场景，道路上的汽车将由汽车公司控制以进行自动驾驶或驾驶辅助，或者在汽车之间也可能发生通信。在这种情况下，汽车是遍布各处的，从而覆盖不同区域。显然，在这两种情况下均必须保证一定水平的QoS。

为了保证服务的SLA(例如，时延)，垂直行业的服务供应商会利用跨多个区域的E2ENSI。如果这样的NSI部署于单个域中，就像一个工厂中的本地通信一样，实现这样的E2E***是资源供应和隔离的问题。在现实中，如果要求区域到区域的保证SLA的通信，由于网络基础架构的地理分布特性，创建这样的用于E2E***的NSI变得复杂。关键的原因是网络基础架构通常包含多个区域，其中每个区域是一个子***，该子***在一个地理区域内具有其本地网关。此外，在网关处分配的地址分配是全局性规划的以及基于区域的，其中，一个区域中的本地地址是私有的，并且跨区域通信是经过NAT的(NATed)。因此，被分割成多个域的基础架构自然破坏了E2E***。

由于网络切片的缺失，端到端流量遵循基础架构层级。特别地，由接入控制实体为任何接入网络的用户实体(user entity，UE)节点分配标识符(例如，IP地址)。例如，这样的网络功能在3GPP中称为接入管理功能(access management function，AMF)。之后，将建立从UE到管理区域的网关节点的承载连接(即，隧道路径)，并通过网络地址转换(networkaddress translation，NAT)将UE的标识符转换为公共标识符，其中，创建了映射规则，并且如果UE向其他区域发送数据包，则数据包报头中的源地址将被修改为网关节点的公共标识符。相反地，如果从其他区域发送数据包到网关节点，与网关节点(例如，ip_addr:port)的转换规则相匹配，则数据包报头的目的地字段将被修改并进一步转发到内部区域，数据包最终到达UE节点。

由于通信主要发生在UE与服务器之间，而UE到UE的通信很少且主要是通过中心服务器进行中继，所以这样的经过NAT的方式为网络管理解决了地址分配问题，同时也满足了当前移动网络***的服务要求。简单地说，由于通信是在南北之间进行的，所以客户端-服务器模型适合当前的服务模型。然而，这样的方案几乎不适合即将到来的5G场景，特别是例如互联汽车、远程操作等事物互联场景。在这些情况下，必须创建跨区域的E2E网络(切片)，从而位于不同区域的UE可以如同在相同的本地网络中一样无缝通信。显然，基于当前的解决方案要实现真正的E2E***(即，跨区域E2E网络切片)还存在差距。3GPP标准化规范如何解决跨区域E2E网络切片问题仍不清楚。

鉴于虚拟化的环境设置，自然地考虑到是否可以使用来自云计算的现有解决方案。用于互连两个虚拟数据中心而提出的虚拟私有云(virtual private cloud，VPC)对等似乎是一个合适的选择。云资源供应商基于租户的请求供给云数据中心中的计算资源。供应的资源逻辑上专用于该特定租户，并根据租户提交的订单进行保证，这与网络切片场景类似。这样的一部分供应的资源称为VPC。在云基础架构中，一个租户可能具有多个VPC实例，这些VPC实例可以部署在相同的数据中心，也可以在地理上跨不同的数据中心部署。在任一种情况下，租户可能希望其VPC形成可以相互通信(例如，私有IP寻址)的完整私有网络。因此，云基础架构必须能够建立被称作VPC对等的这种互连。然而，正如将在下面更详细解释的，VPC对等不能简单地用作跨区域片间共享的解决方案。

首先，VPC将UE排除在VPC考虑之外。虽然VPC对等在逻辑上可以合并跨不同区域的两个VPC，但UE仍然在合并后的VPC(由两个独立的VPC组成)之外，且其地址分配仍然遵循每个云区域的策略。原则上，UE将被当作终端用户，并且将被分配外部标识符。

其次，即使最初可以包括UE作为VPC的一部分，VPC对等也不支持在对等的VPC中重叠的地址。在规划时可以避免地址重叠，但是当请求两个NSI时，可能无法规划对等两个NSI。换句话说，有可能最初两个NSI是独立规划的(因此在各NSI上可能有重叠的私有地址)，由于后来的要求，我们必须对等两个NSI。在这种情况下，由于可能会挂起并且必须停止正在运行的服务，很难完全重新分配地址。

第三，在两个VPC之间仅支持一个对等连接。VPC对等更像是在云数据中心层的路由表修改。VPC创建后，始终与物理或虚拟的网关路由器连接。如果VPC需要接入外部，则将网关配置为充当NAT，否则所有流量都是内部路由的。当需要VPC对等时，将在两个网关节点上修改路由策略，从而来自任一个VPC的流量都能通过。如果有必要，也可以建立直接路径。然而在当前的云平台中只能建立一个这样的连接，如果想要在不同的E2E网络切片中包括来自不同区域的多个UE，这种简单的对等方案将没有帮助。

此外，跨区域通信通常涉及外部流量传输消耗。热门的云供应商给出的定价策略也体现出了这一点。以一家知名公司的VPC定价为例，如果通过VPN连接进行传输，内部流量费用仅为0.01美元/Gb，但是如果通过NATed方案进行传输，费用为0.52美元/Gb。换句话说，跨区域通信更贵。当租户在云中部署其服务时，资金方面也是影响租户策略选择的关键因素。显然，在部署跨区域服务时，租户更倾向于租用供给的线路，从而流量不会像NATed流量一样经过公共网络，而是像域内流量。这可能受到以下两个因素的限制。首先，租用供给的连接虽然经济，但也不是免费的。以一家知名公司的VPC定价为例，在美国和欧盟国家之间的提供的连接费用为0.3美元/小时以及0.02美元/Gb。其次，租户是否能租到这种供给的线路取决于特定云供应商的基础架构的可用性。例如，可能仅在几个主要的国家和城市提供云基础架构。如果云供应商不在区域之间提供这种功能，个人则必须自己想办法构建供给的连接。一种可能的解决方案是向电信运营商寻求帮助，这些电信运营商的网络覆盖范围至少比当前的云供应商大。但是，现有的移动网络***尚未准备好提供这样的E2E***。

因此，在通信网络中(特别是5G核心网中)仍然需要用于提供跨区域端到端网络切片对等的设备、***、和方法。

发明内容

本发明实施例由独立权利要求的特征限定，并且实施例的进一步有利的实施方式由从属权利要求的特征限定。

总体上，本发明实施例基于在相关组件上执行的扩展操作集合，该组件管理和实现用于用户设备(user equipment，UE)的跨区域网络切片对等。本发明实施例提供了几种功能上的扩展和对应的新接口以适应网络***，从而建立用于用户设备(UE)的跨区域E2E网络切片对等。

根据本发明实施例，网络切片实例(NSI)用于感知跨区域网络切片，其中，如果需要跨区域E2E通信，将会为接入UE提供到网关节点的直接切片内路径。这一过程包括跨区域标识符的管理和分配。此外，区域的网关节点适于建立到另一区域的网关节点的直接路径。为了形成用于直接的UE连接的完整跨区域E2E路径，所创建的直接路径(包括切片内路径和跨区域区域路径)将被串接起来。

本发明实施例还提供一种网络切片管理实体，该网络切片管理实体适于指示被管理的组件完成以上引入的操作。跨区域E2E网络切片对等可能涉及多个管理实体。在这些管理实体中，将通过所涉及区域之间的新的接口协调跨区域SLA要求。同时，为了动态地保证跨多个区域的SLA，还可以提供性能监控环回。

更具体地，根据第一方面，本发明涉及一种用于第一核心网的网络实体，其中，该网络实体用于操作第一核心网中的本地网络切片，以与第二核心网中的远端网络切片通信。

网络实体可以是单个或分布式的物理实体，并且可以包括在一个或多个物理设备上实现的一个或多个网络功能。

因此，提供了一种改进的网络实体，允许跨区域的端到端网络切片对等，即，提供了通信网络中(特别是5G核心网中)的虚拟全局切片。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体用于在本地网络切片内获取来自远端网络切片的数据，和/或在本地网络切片内向远端网络切片提供数据。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体用于在本地网络切片内从附着到第一核心网的RAN的第一用户设备UE获取数据，和/或在本地网络切片内从来自远端网络切片的第二UE获取数据。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体用于在第一UE与本地网络切片的子网关之间提供第一本地通信路径。

第一子网关可以是虚拟交换机。

在第一方面的另一可能的实施方式中，第一UE附着到本地网络切片的第一接入点，其中，为了提供第一本地通信路径，网络实体还可以用于在第一接入点处提供端口，并且在本地网络切片的子网关处提供第一端口。

在第一方面的另一可能的实施方式中，为了提供第一本地通信路径，网络实体还用于：在第一接入点的端口与本地网络切片的子网关的第一端口之间提供第一隧道路径。

在第一方面的另一可能的实施方式中，为了提供第一本地通信路径，网络实体还用于：在第一接入点处提供转发规则，该转发规则用于向第一UE转发数据包和/或转发来自第一UE的数据包。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于向第一UE分配跨切片标识符(即，全局标识符)。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于：基于第一UE的跨切片标识符配置第一接入点，以封装数据包并将数据包转发到第一接入点的端口与本地网络切片的子网关的第一端口之间的隧道路径。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于在第一核心网的主网关与第二核心网的主网关之间提供跨切片通信路径(即，全局通信路径)。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于：在第一核心网的主网关处提供第一端口。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于：在第一核心网的主网关的第一端口与第二核心网的主网关的第一端口之间提供隧道路径。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于：封装数据包，并向第一核心网的主网关的第一端口与第二核心网的主网关的第一端口之间的隧道路径提供数据包。

在第一方面的另一可能的实施方式中，为了提供第一核心网的主网关的第一端口与第二核心网的主网关的第一端口之间的隧道路径，网络实体用于将第一核心网与第二核心网之间的一个或多个服务层要求纳入考虑。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于在本地网络切片的子网关与第一核心网的主网关之间提供第一桥接通信路径。

在第一方面的另一可能的实施方式中，第一UE附着到本地网络切片的第一接入点，为了提供第一桥接通信路径，网络实体还用于：在本地网络切片的子网关处提供第二端口，并在第一核心网的主网关处提供第二端口。

在第一方面的另一可能的实施方式中，为了提供第一桥接通信路径，网络实体还用于：在本地网络切片的子网关处提供转发规则，该转发规则用于在本地网络切片的子网关的第一端口与第二端口之间转发数据包。

在第一方面的另一可能的实施方式中，为了提供第一桥接通信路径，网络实体还用于：在第一核心网的主网关处提供转发规则，该转发规则用于在第一核心网的主网关的第一端口与第二端口之间转发数据包。

在第一方面的另一可能的实施方式中，网络实体还用于监控本地网络切片的性能，特别是基于反馈环路监控本地网络切片的性能。网络实体还可以用于在本地网络切片的性能不满足一个或多个服务层要求的情况下，调整本地网络切片。

根据第二方面，本发明涉及一种方法，该方法包括操作第一核心网中的本地网络切片，以与第二核心网中的远端网络切片通信的步骤。

因此，提供了一种改进的方法，允许实现在通信网络中(特别是5G核心网中)的跨区域端到端网络切片对等。

在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。根据说明书、附图、和权利要求书，其他特征、目的、和优点将是显而易见的。

附图说明

以下参考附图更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1是示出由本发明实施例实现的跨区域共享概念的网络架构的高级框图；

图2是示出根据本发明实施例的用于实现跨区域共享概念的网络架构的框图；

图3是示出图2的网络架构的框图，该网络架构进一步包括根据本发明实施例的实现区域共享概念的接口和隧道路径；

图4是示出图2的网络架构的框图，该网络架构进一步包括根据本发明实施例的实现跨区域共享概念的一个运营商内的接口和隧道路径；

图5是示出图2的网络架构的框图，该网络架构进一步包括根据本发明实施例的实现跨区域共享概念的多个运营商内的接口和隧道路径；以及

图6是示出图4的网络架构的框图，该网络架构进一步包括根据本发明实施例的实现区域和切片间共享概念的接口和桥接路径。

以下相同的附图标记表示相同或至少功能等同的特征。

具体实施方式

以下描述参考了附图，这些附图构成本公开的一部分并通过图示的方式示出了本发明实施例的特定方面或者可以使用本发明实施例的特定方面。应当理解的是，本发明的实施例可以用在其他方面，并且可以包括图中未绘出的结构或逻辑变化。因此，以下具体实施方式不应当作限制性的，本发明的范围由所附权利要求定义。

例如，应当理解的是，与所描述的方法有关的公开对于配置为执行该方法的对应设备或***也可以成立，反之亦然。例如，如果描述了一个或多个特定的方法步骤，则对应的设备可以包括一个或多个单元(例如，功能单元)，以执行所描述的该一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元中的每个单元执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中没有明确描述或示出这样的一个或多个单元。另一方面，例如，如果基于一个或多个单元(例如，功能单元)描述了特定的装置，则对应的方法可以包括执行该一个或多个单元的功能的步骤(例如，一个步骤执行一个或多个单元的功能，或多个步骤中的每个步骤执行多个单元中的一个或多个单元的功能)，即使附图中没有明确描述或示出这样的一个或多个步骤。此外，应当理解的是，除非另外特别指出，否则本文所描述的各种示例性的实施例和/或方面的特征可以彼此组合。

如以下将更详细描述的，本发明的实施例提供了对单个或分布式网络实体的组件的一系列功能扩展，以实现和管理网络切片实例(NSI)，从而可以建立用于用户设备(userequipment，UE)的跨区域E2E网络切片对等。

图1示出了网络架构的高级框图，该网络架构示出了由本发明实施例实现的跨区域共享概念，其中，位于第一本地核心网(RE-1)111处的第一用户设备(UE 1)101和位于第二本地核心网(RE-2)161处的第二用户设备(UE2)151想要从这两个核心网的两个区域“直接”相互通信，其中，每个UE分别通过在每个区域创建的本地网络切片(即，NSI-1 113和NSI-2 163，本文中也称为网络切片实例NSI)接入网络，也即UE 1 101附着到第一本地网络切片NSI-1 113上，UE 2 151附着到第二本地网络切片NSI-2 163上。这两个区域(即，第一本地核心网RE-1和第二本地核心网RE-2)属于可能由不同运营商拥有的两个单独的运营域，因此只有网关互连是可用的。

如下面将更详细描述的，本发明实施例提供了用于第一核心网RE-1 111的网络实体，其中，该网络实体用于操作第一核心网RE-1 111中的本地网络切片NSI-1 113，以与第二核心网RE-2 161中的第二网络切片(即，远端网络切片NSI-2 163)通信。根据本发明实施例，第二核心网RE-2 161也可以提供相同的网络实体，在这种情况下，第一核心网RE-1 111中的本地网络切片NSI-1 113将是远端网络切片。

在一实施例中，在每个区域中实现NSI的组件将被调整，以支持跨区域E2E网络切片对等要求。这里的扩展包括：第一，接入管理实体可以分配用于跨区域通信的特殊标识符。第二，NSI的会话管理可以建立从UE到NSI的网关节点的直接路径(如承载隧道)。值得注意的是，由于流量仍然通过NSI的网关节点(即，图1中的Gw’115、165)进行NAT，因此这样的路径仍然不能实现跨区域连接。第三，目前应通过考虑跨区域E2E的SLA要求保证切片内SLA。

在一实施例中，NSI-1是第一核心网111的多个本地网络切片113的其中之一，NSI-2是第二核心网161的多个本地网络切片163的其中之一，正如可从图1中看出的，其中，第一子网111的多个本地网络切片113中的每个本地网络切片包括子网关115，该子网关115与第一核心网111的主网关121连接，第二核心网161的多个本地网络切片163中的每个本地网络切片包括子网关165，该子网关165与第二核心网161的主网关171连接。

在另一实施例中，可以扩展网关节点以处理跨区域E2E要求，其中，可以建立直接路径并与之前创建的切片内直接路径(即，Gw节点)串连。因此，连在一起的两条路径合并了不同区域，这些区域进一步到达其他区域。因而，通过在两侧建立的路径，可以形成用于跨区域E2E网络切片对等的完整路径。特别地，在两个区域的两个网关节点之间创建直接路径将得到新的接口(本文中称为跨区域网关接口)，该接口用于交换或协调E2E SLA要求，这一点以下将详细阐述。

此外，以上引入的所有操作均可依赖于网络切片管理逻辑的命令。另外，可以提供性能或状态监控环回，以动态地调整跨区域E2E网络切片对等的部署的配置。这可以实现为分布式或集中式***。

由于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)技术是可编程网络基础架构的关键促成因素，因此本发明实施例可以基于虚拟化的环境，其中，基础架构资源(例如计算、存储、和网络)被抽象化，并且可以根据需要动态地供给、调整、和/或重新分配。

根据一实施例，基础架构的网络可编程性(例如，OpenvSwitch节点能力)可以促进实现跨区域E2E通信。如图2所示，两个NSI(即，NSI-1 113和NSI-2 163)部署在网络中但是在不同的区域或核心网(即，RE-1和RE-2)中，其中，跨不同区域的通信肯定会经过传输网络140。由于在每个区域或核心网中可能存在由不同租户拥有的多个NSI，因此每个NSI将具有其自己的网关节点Gw’以接入本地基础架构。另外，当需要在本地区域外进行外部通信时，多个NSI可以共享一个通用的网关节点。在图2中，Gw’115和Gw’165分别用来表示NSI 113和NSI 163的网关节点，并且Gw 121和Gw 171分别表示核心网111和核心网161的网关节点。

值得注意的是，由于NSI-1 113和NSI-2 163原本就处于不同的区域，地址是完全自动分配的，所以NSI-1 113和NSI-2 163可以具有相同的私有网络地址域。这一点显示出与VPC对等场景的关键区别，在VPC对等场景中，对等的VPC不应当具有重叠的地址，因此需要预规划。尽管如此，由于会对部署的NSI造成地址重分配，可能引入巨大的维护成本和使正在运行的服务挂起，所以VPC对等解决方案不能应用于此。

UE节点通过区域网络的接入点(即，图2中的AP 103、153)接入NSI。根据一实施例，来自不同区域的接入了其自己的NSI的两个UE节点想要像在同一本地网络中一样相互通信。同时，可以满足保证SLA的要求。同样，VPC对等解决方案没有处理UE节点应该如何对等。

进一步参考图3至图6，以下将详细讨论如何实现跨区域E2E网络切片对等。完整过程包括以下步骤：第一步是在每个区域网络中配置NSI以进行标识符分配，并建立从UE节点到NSI的网关节点的直接路径。第二步是检索NSI的UE的SLA要求，并配置两个有关区域之间的网关节点，其中，将跨这两个区域建立直接路径，同时将协调跨区域对等的SLA要求。第三步是将本地直接路径与跨区域路径串连，并且性能监控环回将与网络切片管理层关联。

为了准备从UE节点(例如，图3中的UE-1)到本地网络切片NSI 113的网关节点115的区域直接路径，由网络实体(特别是接入管理实体，即UE-1:IPc)为UE节点101分配跨区域标识符。在3GPP***中，这被定义为接入管理功能(AMF)的主要工作。这样的功能可以位于核心网中的某个位置，或者与接入点(AP)103集成在一起。在前一种情况下，接入点103将来自UE 101的加入请求转发到与AMF绑定的地址。在后一种情况下，接入点103将立即分配标识符。这样的跨区域标识符可以是UE节点101的新标识符，该跨区域标识符与UE 101往常加入NSI 113中时得到的初始标识符不同。在一实施例中，虽然UE属于相同的NSI，但为了与本地流量标识区分，优选地分配专用标识符。

如图3所示，在完成跨区域标识符的分配之后，接入点103准备建立到本地网络切片NSI 113的网关节点115的路径。这一过程包括端口创建、路径供给、以及转发规则集合配置：在接入点103和本地网络切片NSI 113的网关节点115上分别创建两个端口(ap:p_a103a和Gw’:p_a’115a)，作为区域路径的两个端点。

更具体地，为了提供第一本地通信路径和第二本地通信路径，在第一接入点103处提供端口103a，在本地网络切片NSI-1 113的子网关115处提供第一端口115a，并且在第二接入点153处提供端口153a，在NSI-2 163的子网关165处提供第一端口165a。

之后，将根据UE节点101的SLA要求，在两个端口103a和115a之间供给一条属于NSI的路径作为隧道路径。这两个端口将用于通过供给的路径在UE节点101和本地网络切片NSI-1 113的网关节点115之间传输流量。当UE节点101的数据包到达接入点103时，创建的端口将该数据包封装并通过隧道路径转发到本地网络切片NSI-1 113的网关115上的端口115a。用这种方式，本地网络切片NSI-1 113的网关节点115上的端口115a可以得到来自具有跨区域标识符的UE 101的数据包。

另一方面，到达网关节点115的端口115a的数据包将被封装并通过路径发送到接入点103上的端口103a，之后将被解封装并最终发送到UE节点101。由配置在接入点上的转发规则指示所有的转发动作，以便处理来往的数据包。

更具体地，在一个实施例中，在第一接入点103的端口103a和本地网络切片NSI-1113的子网关115的第一端口115a之间提供第一隧道路径。类似地，可以在第二接入点153的端口153a和远端网络切片NSI-2 163的子网关165的第一端口165a之间提供第二隧道路径。此外，可以在第一接入点103处提供转发规则，该转发规则用于转发数据包到UE1 101以及转发来自UE1 101的数据包，并且还可以在第二接入点153处提供转发规则，该转发规则用于转发数据包到UE2 151以及转发来自UE2 151的数据包。

在另一实施例中，可以为UE1 101和UE2 151分配跨切片标识符(即，全局标识符)。本发明实施例可以基于UE1 101的跨切片标识符配置第一接入点103，以封装数据包并将其转发到第一接入点103的端口103a与本地网络切片NSI-1 113的子网关115的第一端口115a之间的隧道路径，以及基于UE2 151的全局标识符配置第二接入点153，以封装数据包并将其转发到第二接入点153的端口153a与远端网络切片NSI-2 163的子网关165的第一端口165a之间的隧道路径。

在另一实施例中，可以构建跨区域的直接路径，其中，该路径也考虑到了跨区域E2E的SLA要求。可以通过两个不同区域的两个网关节点之间的新的接口协调该要求。当在两个区域之间建立路径时存在两种可能的情况。第一种情况是两个区域属于同一运营商，而第二种情况是两个区域属于不同的运营商。

对于第一种情况，类似于创建区域直接路径的过程，为区域网络的每个网关节点准备一个新的端口以处理跨区域流量，其中，在该端口上完成数据包的封装/解封装。网络运营商可以在两个新创建的端口之间提供一条隧道路径。由于该路径是需要SLA保证的跨区域隧道路径，在供给路径时，两个负责各自管理区域的管理实体之间可以交换跨区域E2E网络切片的SLA要求。因此，如图4所示，可以在两个管理实体之间创建新的接口以交换所需信息。

更具体地，第一核心网111的多个本地网络切片113中的每个本地网络切片包括与第一核心网111的主网关121连接的子网关115，并且第二核心网161的多个本地网络切片163中的每个本地网络切片包括与第二核心网161的主网关171连接的子网关165。为了提供第一核心网111的主网关121与第二核心网161的主网关171之间的全局通信路径，在第一核心网111的主网关121处提供第一端口121a，并且在第二核心网161的主网关171处提供第一端口171a。

此外，在第一核心网111的主网关121的第一端口121a与第二核心网161的主网关171的第一端口171a之间提供隧道路径。本发明实施例可以封装数据包并将其转发到第一核心网111的主网关121的第一端口121a与第二核心网161的主网关171的第一端口171a之间的隧道路径。为了提供第一核心网111的主网关121的第一端口121a与第二核心网161的主网关171的第一端口171a之间的隧道路径，本发明实施例还允许将第一核心网111和第二核心网161之间的一个或多个服务层要求纳入考虑。

对于第二种情况，由于涉及多个运营商，两个区域或两个核心网的两个网关节点之间的传输网络不被两个运营商中的任何一个完全管辖。因而，两个运营商中的任何一个都可以合作建立路径，或者可以涉及拥有该传输网络的第三方运营商。对于前一种情况，可以通过两个不同运营商的管理实体之间的接***换路径建立请求，该请求触发在各侧的网关节点上的端口创建。之后，还可以交换跨区域E2E网络切片的SLA要求，从而每个管理实体可以在其各自的管理域内供给路径。对于后一种情况，两个运营商将与可能的第三方运营商对话。当传输网络的运营商接收到请求和E2E网络切片的SLA要求时，可以向两个网关节点告知应该如何创建新的端口，以及如何与传输网络的运营商供给的跨区域隧道路径连接。这一点在图5中示出。

如上面所讨论的，通过先前的步骤可以创建两种类型的直接路径。第一种类型是UE与NSI的网关节点之间的区域直接路径；第二种类型是两个不同区域的网关节点之间的跨区域直接路径，这两个不同区域可以是不同运营商的管理域。

然而，由于NSI的网关节点与区域网络基础架构的网关节点之间的空隙尚未桥接(即，图4至图6中的Gw’到Gw)，因此完整的E2E路径还没有完成。另外，也没有引入性能监控环回。

在一实施例中，可以桥接NSI的网关节点与区域网络基础架构的网关节点之间的空隙：从UE发送的跨区域流量会到达NSI的网关节点，并且需要被转发到区域网络的网关节点。为了保证跨NSI的E2E性能，网关节点之间的路径也必须获知SLA要求。因此，与跨区域网关节点的情况类似，在两个网关节点之间有一个接口，以交换必要的参数数据。

参考图6，具体过程包括在两个网关节点上(即，在NSI的网关节点和区域网络基础架构的网关节点之间)创建新端口和配置转发规则。对于NSI的网关节点，将创建一个新的端口，作为到区域网络的网关节点的路径的接口/端点。对应地还将创建另一个新端口，作为到NSI的网关节点的路径的接口/端点。为了将连接UE节点和NSI的网关节点的直接路径与NSI的网关节点和区域网络的网关节点之间的直接路径串接，将在NSI的网关节点上添加转发规则。

更具体地，为了提供本地网络切片NSI-1 113的子网关115与第一核心网111的主网关121之间的第一桥接通信路径，和/或远端网络切片NSI-2 163的子网关165与第二核心网161的主网关171之间的第二桥接通信路径，本发明实施例可以提供：本地网络切片NSI-1113的子网关115处的第二端口115b以及第一核心网111的主网关121处的第二端口121b；和/或远端网络切片NSI-2 163的子网关165处的第二端口165b以及第二核心网161的主网关171处的第二端口171b。

此外，为了提供第一桥接通信路径和/或第二桥接通信路径，可以在本地网络切片NSI-1 113的子网关115处提供转发规则，该转发规则用于在本地网络切片NSI-1 113的子网关115的第一端口115a和第二端口115b之间转发数据包；和/或还可以在远端网络切片NSI-2163的子网关165处提供转发规则，该转发规则用于在远端网络切片NSI-2 163的子网关165的第一端口165a和第二端口165b之间转发数据包。

类似地，可以在第一核心网111的主网关121处提供转发规则，该转发规则用于在第一核心网111的主网关121的第一端口121a和第二端口121b之间转发数据包，和/或还可以在第二核心网161的主网关171处提供转发规则，该转发规则用于在第二核心网161的主网关171的第一端口171a和第二端口171b之间转发数据包。

在一个实施例中，如果接收到来自NSI内部的直接路径的接口的数据包，则转发规则可以将数据包引导到通往区域网络的网关节点上创建的新端口的直接路径的接口。另一方面，如果在NSI的网关节点上创建的端口处接收到数据包，则转发规则可以将数据包引导到NSI内部的直接路径的通往UE节点的接口。

为了将两个本地网关节点之间的直接路径与跨区域网关节点之间的直接路径串接，还可以在区域网络的网关节点上添加转发规则。具体地，如果从创建的端口(标签，notation)接收到数据包，则转发规则可以将数据包引导到通往跨区域的其他网关节点的直接路径。另一方面，如果接收到来自跨区域直接路径的接口的数据包，则转发规则可以将数据包引导到通往NSI的网关节点的路径的接口/端口。

用于UE节点的跨区域E2E网络切片可能不是静态的，因为E2E SLA可能很重要。因而，可以监控每条直接路径的性能，并向管理层提供实时状态。管理层可以在必要时调整配置(包括路径供给)。

在配置所有转发规则后，整个路径完成了E2E，在通信网络(特别是5G核心网)中提供了跨区域E2E网络切片对等。本地管理实体还根据交换的信息对路径进行了供给。

本领域技术人员将理解，各个图(方法和装置)中的“块”(“单元”)表示或描述本发明实施例的功能(而不必是硬件或软件中的单个“单元”)，从而等同地描述装置实施例和方法实施例的功能或特征(单元＝步骤)。

在本申请提供的几个实施例中，应当理解的是，所公开的***、装置、和方法可以以其他方式实现。例如，所描述的装置实施例仅是示例性的。例如，单元划分仅仅是逻辑功能划分，在实际实施中可以是其他划分。例如，可以将多个单元或组件组合或集成到另一个***中，或者可以忽略或不执行某些特征。另外，所展示或讨论的互耦或直接耦合或通信连接可以通过使用一些接口来实现。装置或单元之间的间接耦合或通信连接可以以电子、机械或其他形式实现。

描述为单独部分的单元可以是或者不是物理上分开的，并且显示为单元的部分可以是或者不是物理单元，可以位于一个位置，或者可以分布在多个网络单元上。可以根据实际需要选择部分或全部单元，以达到实施例方案的目的。

另外，本发明实施例中的功能单元可以被集成到一个处理单元中，或者每个单元可以物理上单独存在，或者两个或多个单元被集成到一个单元中。

Claims (20)

1.一种用于第一核心网(111)的网络实体，其中，所述网络实体用于：

-操作所述第一核心网(111)中的本地网络切片(113)，以与第二核心网(161)中的远端网络切片(163)通信。

2.根据前述权利要求所述的网络实体，用于：

-在所述本地网络切片(113)内从所述远端网络切片(163)获得数据；和/或

-在所述本地网络切片(113)内向所述远端网络切片(163)提供数据。

3.根据前述权利要求中一项所述的网络实体，用于：

-在所述本地网络切片(113)内获取来自第一UE(101)的数据，所述第一UE(101)附着到所述第一核心网(111)的RAN；和/或

-在所述本地网络切片(113)内从所述远端网络切片(163)获取来自第二UE(151)的数据。

4.根据前述权利要求所述的网络实体，其中，所述网络实体用于在所述第一UE(101)和所述本地网络切片(113)的子网关(115)之间提供第一本地通信路径。

5.根据权利要求4所述的网络实体，其中，所述第一UE(101)附着到所述本地网络切片(113)的第一接入点(103)，并且其中，特别是，为了提供所述第一本地通信路径，所述网络实体还用于：

在所述第一接入点(103)处提供端口(103a)，并且在所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)处提供第一端口(115a)。

6.根据权利要求5所述的网络实体，其中，为了提供所述第一本地通信路径，所述网络实体还用于：

在所述第一接入点(103)的所述端口(103a)与所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)的所述第一端口(115a)之间提供第一隧道路径。

7.根据权利要求5或6所述的网络实体，其中，为了提供所述第一本地通信路径，所述网络实体还用于：

在所述第一接入点(103)处提供转发规则，所述转发规则用于向所述第一UE(101)转发数据包和/或转发来自所述第一UE(101)的数据包。

8.根据权利要求7所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于为所述第一UE(101)分配跨切片标识符。

9.根据权利要求8所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于：

基于所述第一UE(101)的所述跨切片标识符配置所述第一接入点(103)，以封装数据包并将所述数据包转发到所述第一接入点(103)的所述端口(103a)与所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)的所述第一端口(115a)之间的所述隧道路径。

10.根据前述权利要求中任一项所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于在所述第一核心网(111)的主网关(121)与所述第二核心网(161)的主网关(171)之间提供跨切片通信路径。

11.根据权利要求10所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于：

在所述第一核心网(111)的所述主网关(121)处提供第一端口(121a)。

12.根据权利要求11所述的网络实体，还用于：

在所述第一核心网(111)的所述主网关(121)的所述第一端口(121a)与所述第二核心网(161)的所述主网关(171)的第一端口(171a)之间提供隧道路径。

13.根据权利要求12所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于：

封装数据包，并向所述第一核心网(111)的所述主网关(121)的所述第一端口(121a)与所述第二核心网(161)的所述主网关(171)的所述第一端口(171a)之间的所述隧道路径提供所述数据包。

14.根据权利要求12或13所述的网络实体，用于考虑所述第一核心网(111)与所述第二核心网(161)之间的一个或多个服务层要求。

15.根据前述权利要求中任一项所述的网络实体，其中，所述本地网络切片(113)包括连接至所述第一核心网(111)的主网关(121)的子网关(115)，其中，所述网络实体还用于在所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)与所述第一核心网(111)的所述主网关(121)之间提供第一桥接通信路径。

16.根据权利要求15所述的网络实体，其中，所述第一UE(101)附着到所述本地网络切片(113)的第一接入点(103)，并且所述网络实体还用于：

在所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)处提供第二端口(115b)，并在所述第一核心网(111)的所述主网关(121)处提供第二端口(121b)。

17.根据权利要求16所述的网络实体，其中，为了提供所述第一桥接通信路径，所述网络实体还用于：

在所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)处提供转发规则，所述转发规则用于在所述本地网络切片(113)的所述子网关(115)的所述第一端口(115a)与所述第二端口(115b)之间转发数据包。

18.根据权利要求16或17所述的网络实体，其中，为了提供所述第一桥接通信路径，所述网络实体还用于：

在所述第一核心网(111)的所述主网关(121)处提供转发规则，所述转发规则用于在所述第一核心网(111)的所述主网关(121)的所述第一端口(121a)与所述第二端口(121b)之间转发数据包。

19.根据前述权利要求中任一项所述的网络实体，其中，所述网络实体还用于监控所述本地网络切片(113)的性能，并且特别是在所述性能不满足一个或多个服务层要求的情况下，调整所述本地网络切片(113)。

20.一种方法，包括以下步骤：

操作第一核心网(111)中的本地网络切片(113)，以与第二核心网(161)中的远端网络切片(163)通信。

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