CN113328936B - 路由控制方法、***、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种路由控制方法、***、装置及计算机可读存储介质，涉及信息技术领域。其中的路由控制方法包括：会话管理实体向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持SRv6协议；数据网络控制器根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略并发送至会话管理实体；会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元；用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，使封装后的PDU数据在数据网络中按照会话的路由策略进行路由。本公开能够使用户面数据在用户面转发网元之间的路由满足需求指标。

Description

路由控制方法、***、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及信息技术领域，特别涉及一种路由控制方法、***、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

当前的移动网络标准和实际应用中，用户面的管理与数据承载网络之间是隔离的，不能动态、智能化的确定用户面数据的传输路径，无法精确控制用户面数据的路由，因此很难满足网络切片、确定性网络等新型应用所要求的特定的QoS(Quality of Service，服务质量)。

在实际业务和网络部署时，需要针对每个应用采用人工方式对用户面路由进行配置，所需时间长、扩展性和实时性差。例如，移动网用户面转发实体把被封装后的PDU(Protocol Data Unit,协议数据单元)经过路由器转发到目的地址，此过程开始前对网络状况、路由信息未知，并且转发过程是一个随机的过程，通信指标受不确定因素影响较大。

发明内容

本公开解决的一个技术问题是，如何使用户面数据在用户面转发网元之间的路由满足需求指标。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种路由控制方法，包括：会话管理实体向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持基于IPv6数据平面的分段路由SRv6协议；数据网络控制器根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体；会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元；用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在数据网络中按照会话的路由策略进行路由。

在一些实施例中，用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的PDU数据进行封装包括：用户面转发网元按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH，以形成完整的SRv6协议的数据包。

在一些实施例中，用户面转发网元包括源用户面转发网元及目的用户面转发网元，路由策略包括上行路由策略及下行路由策略；会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元包括：会话管理实体将上行路由策略发送至源用户面转发网元，并将下行路由策略发送至目的用户面转发网元；用户面转发网元按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH包括：源用户面转发网元将PDU数据上行需要经过的数据网络路由器的IP地址及目的用户面转发网元填入用户面数据包的SRH；目的用户面转发网元将PDU数据下行需要经过的数据网络路由器的IP地址及源用户面转发网元填入用户面数据包的SRH。

在一些实施例中，会话的需求指标包括服务质量指标、网络切片标识。

在一些实施例中，还包括：会话管理实体与用户面转发网元建立通信连接；会话管理实体向用户面转发网元发起协商，以确认用户面转发网元支持SRv6协议。

根据本公开实施例的又一个方面，提供了包括：会话管理实体，被配置为向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持基于IPv6数据平面的分段路由SRv6协议；数据网络控制器，被配置为根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体；会话管理实体还被配置为将会话的路由策略发送至用户面转发网元；用户面转发网元，被配置为根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在数据网络中按照会话的路由策略进行路由。

在一些实施例中，用户面转发网元被配置为：按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH，以形成完整的SRv6协议的数据包。

在一些实施例中，用户面转发网元包括源用户面转发网元及目的用户面转发网元，路由策略包括上行路由策略及下行路由策略；会话管理实体被配置为：将上行路由策略发送至源用户面转发网元，并将下行路由策略发送至目的用户面转发网元；源用户面转发网元被配置为：将PDU数据上行需要经过的数据网络路由器的IP地址及目的用户面转发网元填入用户面数据包的SRH；目的用户面转发网元被配置为：将PDU数据下行需要经过的数据网络路由器的IP地址及源用户面转发网元填入用户面数据包的SRH。

在一些实施例中，会话的需求指标包括服务质量指标、网络切片标识。

在一些实施例中，会话管理实体还被配置为与用户面转发网元建立通信连接，并向用户面转发网元发起协商，以确认用户面转发网元支持SRv6协议。

根据本公开实施例的又一个方面，提供了一种路由控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述的路由控制方法。

根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现前述的路由控制方法。

本公开能够根据会话的需求指标动态控制移动网络用户面路由，使得用户面数据在用户面转发网元之间的路由满足需求指标。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本公开一些实施例的路由控制方法的流程示意图。

图2示出了本公开另一些实施例的路由控制方法的流程示意图。

图3示出了移动网络用户面的路由控制***的网络架构结构示意图。

图4示出了本公开一些实施例的路由控制***的结构示意图。

图5示出了本公开一些实施例的路由控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

首先结合图1描述本公开路由控制方法的一些实施例。

图1示出了本公开一些实施例的路由控制方法的流程示意图。如图1所示，本实施例包括步骤S101～步骤S104。

在步骤S101中，会话管理实体向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持SRv6(Segment Routing over IPv6data plane，基于IPv6数据平面的分段路由)协议。

当移动核心网为用户的应用创建用户面会话时，移动网络用户面会话管理实体基于移动网络拓扑和会话业务需求等因素，选择对应的用户面转发网元。其中，会话的需求指标可以包括QoS指标、网络切片标识等等。用户面转发网元可以包括源用户面转发网元及目的用户面转发网元。源用户面转发网元为处理上行的用户面转发网元，目的用户面转发网元为处理下行的用户面转发网元。

为了获得每个会话的数据在转发网元之间的路由策略，移动网络用户面会话管理实体与承载移动网络的数据网络(可以通过数据网络控制器，例如SDN控制器)进行通信。移动网络用户面会话管理实体向数据网络提供对应会话的QoS指标、切片ID等信息，以及对应会话的源转发网元和目的转发网元的地址。

在步骤S102中，数据网络控制器根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体。

数据网络基于移动网络用户面会话管理实体输入的上述信息，以及数据网络本身的网络拓扑、当前的运作状况，形成对应的会话的转发网元之间的数据包在数据网络中的路由策略，即会话在转发网元之间的数据网络内部的路由策略。数据网络内部的路由策略如何产生来满足特定的QoS指标、切片等需求，是数据网络内部的处理，已经有多种现存的实现方案。例如，相同的源地址和目的地址的数据包经过数据网络内部不同的路由器路由(即不同的路由策略)，获得QoS(例如时延)就会不同。又例如，数据包经过数据网络内部不同的路由器路由(即不同的路由策略)，可以对应不同的VPN网络(用不同的路由器IP地址来标识)，从而对应到不同的数据承载网络切片。数据网络可以通过数据网络控制器(例如SDN控制器)将生成的对应会话的路由策略发给提出请求的移动网络用户面会话管理实体。

在步骤S103中，会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元。

在一些实施例中，路由策略包括上行路由策略及下行路由策略。会话管理实体将上行路由策略发送至源用户面转发网元，并将下行路由策略发送至目的用户面转发网元。

在步骤S104中，用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在数据网络中按照会话的路由策略进行路由。

封装时，用户面转发网元根据SRv6协议的格式要求，按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入3GPP标准的用户面数据包的分段路由报头SRH(也可以简写为SR Hdr)，以形成完整的SRv6协议的数据包，使得实现数据包在数据网络能按照路由策略经过对应的路由器。

在一些实施例中，源用户面转发网元将PDU数据上行需要经过的数据网络路由器的IP地址及目的用户面转发网元填入用户面数据包的SRH；目的用户面转发网元将PDU数据下行需要经过的数据网络路由器的IP地址及源用户面转发网元填入用户面数据包的SRH。

为实现移动网络用户面的路由控制，本实施例中，移动网络会话管理实体通过与数据网络控制器之间的通信，基于输入的会话的需求指标动态控制移动网络用户面路由，能够获得数据网络控制器生成的会话所需路由策略，进而控制用户面转发网元进行上下行数据的封包和路由，从而承载面能够保障用户面数据在用户面网元间的路由满足会话的网络切片要求、特定QoS要求等需求指标。

同时，本实施例能够在部署网络切片、确定性网络等应用时，实现移动网络与承载网络之间的联动，使得部署开通更加自动化。

下面结合图2描述本公开路由控制方法的另一些实施例。

图2示出了本公开另一些实施例的路由控制方法的流程示意图。如图2所示，在图1对应的实施例基础上，本实施例还包括步骤S201～步骤S207。

在步骤S201中，会话管理实体与用户面转发网元建立通信连接。

此时，移动网络用户面会话管理实体与用户面转发网元之间进行通信，目的是协商SRv6封包能力。

在步骤S202中，会话管理实体向用户面转发网元发起协商，判断用户面转发网元是否支持SRv6协议。

在会话管理实体确认用户面转发网元不支持SRv6协议(不支持SRv6封包)的情况下，执行步骤S203；在会话管理实体确认用户面转发网元支持SRv6协议(支持SRv6封包)的情况下，执行步骤S204。

在步骤S203中，会话管理实体控制用户面转发实体采用3GPP现有的标准工作机制。

在步骤S204中，会话管理实体向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持基于IPv6数据平面的分段路由SRv6协议。具体过程与步骤S101相似。

在步骤S205中，数据网络控制器根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体。具体过程与步骤S102相似。

在步骤S206中，会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元。具体过程与步骤S103相似。

在步骤S207中，用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在数据网络中按照会话的路由策略进行路由。具体过程与步骤S104相似。

下面结合图3描述本公开路由控制方法的一个具体的应用例。

图3示出了移动网络用户面的路由控制***的网络架构结构示意图。如图3所示，本应用例中的路由控制方法执行过程如下。

(1)根据用户的具体业务对应的会话，移动网络用户面会话管理实体选择对应的用户面转发网元(例如U1，U2)建立连接。双方之间协商是否支持SRv6的能力。

(2)移动用户面会话管理实体根据会话的QoS指标、切片ID等向数据网络控制器请求路由策略，同时还向数据网络控制器提供会话的源和目的地址，即用户面转发网元(U1，U2)的IPv6地址。

(3)数据网络控制器根据请求的QoS指标、切片ID，以及会话的源和目的地址，从所控制的数据承载网络获得路由策略。在需要的情况下，数据网络控制器可以控制数据承载网络形成新的路由策略来满足QoS指标、承载网络切片/VPN等需求。路由策略包括上行和下行的策略。

(4)数据网络控制器将路由策略返回给移动网络用户面会话管理实体。

(5)移动网络用户面会话管理实体将会话的上行、下行的路由策略发给对应的用户面转发网元(U1，U2)。

(6)对应的上行、下行用户面转发网元根据接收到的路由策略，封装会话的PDU数据，发给支持SRv6的数据网络进行路由。例如：对于上行，如果路由策略是从用户面转发网元U1到数据网络的C1再到C2，最后到用户面转发网元U2，则用户面转发网元U1封装SR Hdr(包括C1、C2的IP地址和U2的地址)到标准的GTP-U数据包头中形成完整的SRv6数据包，然后将封装好的数据包发送到支持SRv6的数据承载网络中。支持SRv6数据网络会根据数据包中的SR Hdr逐步通过指定的上行数据网络C1、C2路由到用户面转发网元U2。同理，对于下行数据也是类似的封包和转发。支持SRv6数据网络会根据数据包中的SR Hdr逐步通过指定的下行数据网络C4、C3路由到用户面转发网元U1。

下面结合图4描述本公开路由控制***的一些实施例。

图4示出了本公开一些实施例的路由控制***的结构示意图。如图4所示，本实施例中的路由控制***40包括：会话管理实体401，被配置为向数据网络控制器402发送会话的路由策略请求，路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元403的地址，用户面转发网元403支持基于IPv6数据平面的分段路由SRv6协议；数据网络控制器402，被配置为根据会话的需求指标及用户面转发网元403的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体401；会话管理实体401还被配置为将会话的路由策略发送至用户面转发网元403；用户面转发网元403，被配置为根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在数据网络中按照会话的路由策略进行路由。

在一些实施例中，用户面转发网元403被配置为：按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH，以形成完整的SRv6协议的数据包。

在一些实施例中，用户面转发网元403包括源用户面转发网元403及目的用户面转发网元403，路由策略包括上行路由策略及下行路由策略；会话管理实体401被配置为：将上行路由策略发送至源用户面转发网元403，并将下行路由策略发送至目的用户面转发网元403；源用户面转发网元403被配置为：将PDU数据上行需要经过的数据网络路由器的IP地址及目的用户面转发网元403填入用户面数据包的SRH；目的用户面转发网元403被配置为：将PDU数据下行需要经过的数据网络路由器的IP地址及源用户面转发网元403填入用户面数据包的SRH。

在一些实施例中，会话的需求指标包括服务质量指标、网络切片标识。

在一些实施例中，会话管理实体401还被配置为与用户面转发网元403建立通信连接，并向用户面转发网元403发起协商，以确认用户面转发网元403支持SRv6协议。

为实现移动网络用户面的路由控制，本实施例中，移动网络会话管理实体通过与数据网络控制器之间的通信，基于输入的会话的需求指标动态控制移动网络用户面路由，能够获得数据网络控制器生成的会话所需路由策略，进而控制用户面转发网元进行上下行数据的封包和路由，从而承载面能够保障用户面数据在用户面网元间的路由满足会话的网络切片要求、特定QoS要求等需求指标。

同时，本实施例能够在部署网络切片、确定性网络等应用时，实现移动网络与承载网络之间的联动，使得部署开通更加自动化。

下面结合图5描述本公开路由控制装置的一些实施例。

图5示出了本公开一些实施例的路由控制装置的结构示意图。如图5所示，该实施例的路由控制装置50包括：存储器510以及耦接至该存储器510的处理器520，处理器520被配置为基于存储在存储器510中的指令，执行前述任意一些实施例中的路由控制方法。

其中，存储器510例如可以包括***存储器、固定非易失性存储介质等。***存储器例如存储有操作***、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。

路由控制装置50还可以包括输入输出接口530、网络接口540、存储接口550等。这些接口530、540、550以及存储器510和处理器520之间例如可以通过总线560连接。其中，输入输出接口530为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口540为各种联网设备提供连接接口。存储接口550为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。

本公开还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现前述任意一些实施例中的路由控制方法。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种路由控制方法，包括：

会话管理实体向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，所述路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持基于IPv6数据平面的分段路由SRv6协议；

数据网络控制器根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体；

会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元；

用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在所述数据网络中按照会话的路由策略进行路由。

2.根据权利要求1所述的路由控制方法，其中，所述用户面转发网元根据会话的路由策略对会话的PDU数据进行封装包括：

用户面转发网元按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH，以形成完整的SRv6协议的数据包。

3.根据权利要求2所述的路由控制方法，其中，所述用户面转发网元包括源用户面转发网元及目的用户面转发网元，所述路由策略包括上行路由策略及下行路由策略；

所述会话管理实体将会话的路由策略发送至用户面转发网元包括：会话管理实体将所述上行路由策略发送至源用户面转发网元，并将所述下行路由策略发送至目的用户面转发网元；

所述用户面转发网元按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH包括：源用户面转发网元将PDU数据上行需要经过的数据网络路由器的IP地址及目的用户面转发网元填入用户面数据包的SRH；目的用户面转发网元将PDU数据下行需要经过的数据网络路由器的IP地址及源用户面转发网元填入用户面数据包的SRH。

4.根据权利要求1所述的路由控制方法，其中，所述会话的需求指标包括服务质量指标、网络切片标识。

5.根据权利要求1所述的路由控制方法，还包括：

会话管理实体与用户面转发网元建立通信连接；

会话管理实体向用户面转发网元发起协商，以确认用户面转发网元支持SRv6协议。

6.一种路由控制***，包括：

会话管理实体，被配置为向数据网络控制器发送会话的路由策略请求，所述路由策略请求包括会话的需求指标及用户面转发网元的地址，用户面转发网元支持基于IPv6数据平面的分段路由SRv6协议；

数据网络控制器，被配置为根据会话的需求指标及用户面转发网元的地址生成会话的路由策略，并将会话的路由策略发送至会话管理实体；

会话管理实体还被配置为将会话的路由策略发送至用户面转发网元；

用户面转发网元，被配置为根据会话的路由策略对会话的协议数据单元PDU数据进行封装，并将封装后的PDU数据发送至支持SRv6协议的数据网络，以使得封装后的PDU数据在所述数据网络中按照会话的路由策略进行路由。

7.根据权利要求6所述的路由控制***，其中，所述用户面转发网元被配置为：

按照PDU数据需要经过的数据网络路由器的先后顺序，将PDU数据需要经过的数据网络路由器的IP地址填入用户面数据包的分段路由报头SRH，以形成完整的SRv6协议的数据包。

8.根据权利要求7所述的路由控制***，其中，所述用户面转发网元包括源用户面转发网元及目的用户面转发网元，所述路由策略包括上行路由策略及下行路由策略；

会话管理实体被配置为：将所述上行路由策略发送至源用户面转发网元，并将所述下行路由策略发送至目的用户面转发网元；

源用户面转发网元被配置为：将PDU数据上行需要经过的数据网络路由器的IP地址及目的用户面转发网元填入用户面数据包的SRH；

目的用户面转发网元被配置为：将PDU数据下行需要经过的数据网络路由器的IP地址及源用户面转发网元填入用户面数据包的SRH。

9.根据权利要求6所述的路由控制***，其中，所述会话的需求指标包括服务质量指标、网络切片标识。

10.根据权利要求6所述的路由控制***，其中，会话管理实体还被配置为与用户面转发网元建立通信连接，并向用户面转发网元发起协商，以确认用户面转发网元支持SRv6协议。

11.一种路由控制装置，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至5中任一项所述的路由控制方法。

12.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的路由控制方法。

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