CN113453260B - 基于动态调度算法实现5g传输子切片随选和保障的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，该方法包括以下步骤：对切片分组网中包括但不限于网元、链路、端口、隧道、分段路由隧道、网络切片及网元告警的数据进行定期采集；对采集的网元、链路及端口数据进行数据关联，并对网元间相互连接的所有路由进行匹配，自动生成切片分组网的全网拓扑图，同时根据拓扑图，对网元、端口及链路上的逻辑配置信息进行计算；在业务开通前通过配置指令的仿真测试，对该业务在现网能否正确下发进行验证；对仿真业务开通的测试报告进行输出。有益效果：能够为5G切片专网业务进行指令的仿真测试，为客户提供优质的5G切片专网网络服务。

Description

基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法

技术领域

本发明涉及5G切片业务仿真领域，具体来说，涉及基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法。

背景技术

伴随着5G及云应用的不断落地，多业务相互融合。正在构建云在网上，网在云中，的“云+网”一体化基础设施。相应的全业务的组织、下发也伴随着业务融合向自动化、智能化迈进。因此，需要建设超级控制器，实现5G业务的自动开通。

超级控制器协同控制组件对内、外部用户按所属地区、资源情况实行分权分域授权，并通过restconf(一种基于HTTP的协议)与数据网各域控制器对接，管理全网资源，控制5G配置下发、业务开通等。超级控制器定位于网络的控制连接层，完成上层业务配置规划及下层网管的统一控制能力。北向与编排中心及传输工作台连接作为网络操作源头保证数据的准确性；与质量中心、故障中心完成网络的优化调整，南向对接多厂家域控制器进行网络的统一控制。

随着5G+工业互联网的大力发展，电信运营商对5G切片专网业务进行了大规模的硬件建设，同时也对网络配套的软件***进行了规范定义和建设，实现了5G切片专网业务的自动化开通。但通过***进行实际业务开通时，发现很多时候会由于某些配置参数错误而造成指令执行失败，而施工网元只会返回指令错误并不会指出是哪里错误，因此需要人工对配置参数和网管实际参数进行比对，从而造成了业务下发耗时长、人员技术要求高。

造成上述问题主要原因有以下几点：

动态数据、不断更新：5G切片业务开通的工单入参信息是通过现场勘查或者资源***分配的，而入参信息存在一定的滞后性，原来分配的入参信息可能已经被占用了，因此会造成指令下发时不成功；

逻辑资源未被统计：在5G切片业务开通中，需要配置一些逻辑参数[例如：隧道的带宽参数CIR(约定数据速率，指正常状态下的数据速率)、PIR(峰值速率，允许传送的最大速率)等]，当链路之间配置了多个隧道，而隧道上的带宽参数超过了物理链路的带宽，那将会造成指令下发不成功；

参数错误定位难：5G切片业务开通出现异常时，网管***只会反馈一个错误提示，并不会说明具体的错误在哪里，需要人工对配置参数进行比对排查。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，该方法包括以下步骤：

S1、对切片分组网中包括但不限于网元、链路、端口、隧道、分段路由隧道、网络切片及网元告警的数据进行定期采集；

S2、对采集的网元、链路及端口数据进行数据关联，并对网元间相互连接的所有路由进行匹配，自动生成切片分组网的全网拓扑图，同时根据拓扑图，对网元、端口及链路上的逻辑配置信息进行计算；

S3、在业务开通前通过配置指令的仿真测试，对该业务在现网能否正确下发进行验证；

S4、对仿真业务开通的测试报告进行输出。

进一步的，所述S2中对网元间相互连接的所有路由进行匹配还包括以下步骤：

根据隧道的原宿节点对端口信息进行定位，并根据端口信息对网元信息进行定位。

进一步的，所述S2中对网元、端口及链路上的逻辑配置信息进行计算，包括但不限于计算5G切片业务的分段路由隧道的约定数据速率信息、汇总当前已经配置的约定数据速率占实际带宽的占比及计算业务配置后是否会影响到整个链路的带宽使用。

进一步的，所述S3中的仿真测试包括但不限于入参信息同步、获取实施网元、生成配置指令并关联配置参数、指令模拟下发、校验配置参数与资源及输出测试结果；

其中，5G业务开通激活流程中，仿真测试为超级控制器的模块，且位于开始环节，实现模拟业务场景的配置指令下发。

进一步的，所述S3中在业务开通前通过配置指令的仿真测试，对该业务在现网能否正确下发进行验证还包括以下步骤：

S31、将仿真测试模块与切片分组网的网管进行对接，并定期采集网络资源数据和逻辑资源数据，同时自动生成切片分组网的全网网络拓扑图；

S32、超级控制器在收到编排***的5G切片业务开通单后，对工单进行解析，并将第一信息发送到仿真测试中；

S33、仿真测试对工单入参信息进行同步，并根据入参信息对需要执行配置的网元进行匹配，同时根据网元生成对应的指令；

S34、通过模拟指令下发模块将指令下发到***内部的网络资源库中，并根据工单的入参信息与资源库的现网资源进行计算，同时校验新增加的业务在现网资源中能否成功开通；

S35、对业务开通的模拟测试结果进行输出。

进一步的，所述S31中网络资源数据包括但不限于网元数据、端口数据及链路数据。

进一步的，所述S32中第一信息包括但不限于产品类型、产品动作及配置参数。

进一步的，所述S34中工单的入参信息包括网元、指令及配置参数。

进一步的，所述S4中对仿真业务开通的测试报告进行输出时，若仿真测试不成功，则标注本次测试的出错环节，并协助工程师进行问题的修复。

进一步的，所述S3中业务开通包括创建业务、带宽调整、保护方式调整、业务暂停和恢复及删除业务；

其中，所述创建业务包括5G切片业务、城域分组传送网业务及小型化分组传送网业务创建。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供5G切片业务开通的仿真计算，提高开通效率，仿真测试提供配置参数计算模块，能够自动组合所需的网络资源和配置数据中可用资源，从而模拟在现网中进行配置时所产生的结果，从而提前验证网络资源是否支持业务开通。

(2)本发明可以配置错误的问题定位，仿真测试能够将配置模拟执行的交互记录和校验结果进行详细记录，因此，当仿真测试不成功时，报告能够标注本次测试是由于哪个环节出错而造成的，协助工程师进行问题的修复，从而提供5G切片专网的快速开通。

(3)本发明可以网络能力优化自动发现，通过业务开通的仿真计算，提前发现网络资源匮乏并发现问题，为工程师进行网络资源的升级建设提供了重要的数据。

(4)本发明提供***自动计算和故障发现，减少维护人员和加快处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法的仿真测试流程图；

图3是根据本发明实施例的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法的功能架构图；

图4是根据本发明实施例的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法的隧道内CIR带宽占用示意图；

图5是根据本发明实施例的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法的仿真测试模块的应用架构图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，实现5G切片业务的仿真开通测试，提前发现网络资源不满足和网络配置异常，从而实现业务的快速开通，为客户提供优质的5G 切片专网网络服务。

本发明建立SPN(切片分组网)网络的资源数据，配置参数计算规则，通过指令仿真算法计算5G网络下开通业务模拟执行情况，实现网络资源不满足和网络配置异常的提前发现。

操作简单：提供仿真测试界面，只需将源地址、宿地址、QoS(Quality of Service，服务质量)等，就能自动仿真测试，校验网络是否能完成开通以及开通后是否会造成网络异常；

执行迅速：在***内部进行仿真测试，实现秒级的运算；

结果准确：提供配置参数规计算模块，能够自动组合所需的网络资源和配置数据中可用资源，从而模拟在现网中进行配置时会产生的结果；

可扩展：在基础数据不断更新的情况下，能够支持新业务的仿真配置测试。

本发明建立SPN网络关系拓扑，通过仿真测试实现5G切片专网业务开通成功与否的自动计算。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-5所示，根据本发明实施例的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，该方法包括以下步骤：

S1、(网络数据同步)需要定期采集SPN网络的基础数据，包括网元、链路、端口、隧道、SR(分段路由)隧道、网络切片和网元告警等信息。

S2、(拓扑数据关联计算)对采集的网元、链路和端口数据进行数据关联，匹配网元间相互连接的所有路由，即根据隧道的原宿节点定位端口信息，然后根据端口信息定位网元信息，从而自动生成一张SPN全网的拓扑图；

同时根据拓扑图信息，计算网元、端口、链路上的逻辑配置信息，例如：计算5G切片业务的SR隧道CIR(约定数据速率)信息，汇总当前已经配置的CIR占实际带宽的占比，并计算业务配置后是否会影响到整个链路的带宽使用。

S3、(仿真测试)仿真测试是模拟真实的业务开通流程，在业务开通前通过配置指令的仿真测试，验证该业务在现网是否能正确下发。仿真测试主要包括：入参信息同步、获取实施网元、生成配置指令并关联配置参数、指令模拟下发、校验配置参数与资源，并输出测试结果。

在一个5G业务开通激活流程中，仿真测试是超级控制器的模块，位于开始环节，实现模拟业务场景的配置指令下发。

整体流程如下：

1)仿真测试模块与SPN网管进行对接，每天定期采集网络资源数据和逻辑资源数据；

2)***采集数据后，会自动生成一个全网SPN的网络拓扑图；

3)超级控制器在收到编排***的5G切片业务开通单后，会进行工单解析，将产品类型、产品动作、配置参数等信息发送到仿真测试模块中；

4)仿真测试模块进行工单入参信息的同步，然后根据入参信息匹配需要执行配置的网元，并根据网元生成对应的指令；

5)模拟指令下发模块将指令下发到***内部的网络资源库中，并根据工单的入参信息(网元、指令、配置参数信息)与资源库的现网资源进行计算，校验新增加的业务在现网资源中能否成功开通。

6)输出业务开通的模拟测试结果。

采集SPN网络中网络资源数据，例如：网元数据、端口数据、链路数据等信息。

通过网络资源数据中的归属和关联关系，生成全网SPN网元间的拓扑图。

S4、(仿真报告)在仿真测试中，实现了对业务场景下网元、指令和配置参数的模拟执行，可以输出一份仿真业务开通的测试报告。由于仿真测试都是在***内部进行，能够将模拟执行中的交互记录和校验结果进行详细记录，因此，当仿真测试不成功时，报告能够标注本次测试是由于环节出错而造成的，协助工程师进行问题的修复，从而提供5G切片专网的快速开通。

支持业务开通：

创建业务：

支持通过界面或接口的方式开通端到端业务。根据业务开通请求向各域 OMC/DC下发域内配置请求。返回业务开通结果(成功或失败)，业务开通失败返回失败原因。支持城域PTN/SPN(分组传送网/切片分组网)业务和小型化PTN业务创建。

1)5G切片业务

支持基于业务源宿网元以及已有的拓扑，确定专线业务所涉及的 OMC/DC。将路由请求信息进行拆解，发送给各个域的OMC/DC(操作维护中心/域控制器)进行单域路由请求。传输运维工作台收到单域路由结果后，进行端到端跨域业务计算。

支持业务类型：L3VPN(三层虚拟专用网)、MTN通道(城域传送网通道)、硬切片业务。

支持保护方式：1：1、1+1。

跨域对接模式：NNI(传输网络内部或者不同传输网络之间的接口)、UNI (网络与客户之间的接口)。

2)城域PTN业务

支持基于业务源宿网元以及已有的拓扑，确定专线业务所涉及的 OMC/DC。将路由请求信息进行拆解，发送给各个域的OMC/DC进行单域路由请求。传输运维工作台收到单域路由结果后，进行端到端跨域业务计算。

支持业务类型：E-LINE(点到点业务，是指客户有两个UNI接入点，彼此之间是双向互通的关系)、E-LAN(透明以太网传送业务，主要是定位于提供一种多点到多点的二层VPN服务)。

支持保护方式：1：1、1+1。

跨域对接模式：NNI、UNI。

3)小型化PTN业务创建

支持接入方式：直接接入城域PTN网络、通过HUB(多端口的转发器) 环接入城域PTN网络。

支持保护方式：无保护、LSP(分层服务提供程序)1:1、LSP1+1。

跨域对接模式：OVERLAY(一种网络架构上叠加的虚拟化技术模式)、 UNI。

带宽调整：

支持通过界面或接口的方式增大和减少已开通业务带宽。根据不同厂家不同型号设备分别调整隧道、伪线、入子接口、出子接口的带宽。支持返回业务带宽调整结果(成功或失败)，调整失败返回失败原因。

支持业务类型：L2VPN(二层虚拟网)、L3VPN、MTN通道、硬切片业务(基于MTN通道的L2VPN、L3VPN业务)。

保护方式调整：

支持通过界面或接口的方式调整已开通业务的保护属性。

支持保护类型：L3VPN、MTN通道保护。

保护属性调整应能够在传输运维工作台支持的任意保护/恢复类型之间切换。保护属性切换过程中，应确保业务不受影响，不中断。

支持返回或在界面上显示业务保护属性调整结果(成功或失败)，调整失败返回失败原因。

业务暂停和恢复：

支持通过界面或接口的方式暂停业务和恢复业务。工作台实现对业务的激活和去激活。

返回操作状态(成功或失败)，操作失败返回失败原因。

删除业务：

支持通过界面或接口的方式删除业务，并释放该业务所占用的资源。

删除业务请求中应包含待删除电路标识。

返回删除操作状态(成功或失败)，删除失败返回失败原因。

支持业务类型：L2VPN、L3VPN、MTN通道、硬切片业务(基于MTN 通道的L2VPN、L3VPN业务)。

功能架构：

为了支撑业务指令的仿真测试，本发明将仿真测试分为管理门户、资源管理、仿真测试和***管理这五个功能模块。

功能架构图如图3所示：

管理门户：仿真测试管理界面，能够创建不同场景的仿真测试、参数配置和查看执行报告；

资源管理：***与SPN网管***对接，定期采集各SPN厂家的网络资源数据和逻辑资源数据，以及自动生成网络拓扑；

仿真测试：能够模拟真实的业务开通流程，分解开通任务、解析实施网元、生成配置指令并关联配置参数、配置参数与网元的物理资源和逻辑资源的校验、输出仿真测试报告；

***管理：实现***菜单和账号权限管理。

技术术语的解释：

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，能够为5G切片专网业务进行指令的仿真测试，校验物理设备信息和逻辑配置数据的正确性。技术效果如下：本发明提供5G切片业务开通的仿真计算，提高开通效率，仿真测试提供配置参数计算模块，能够自动组合所需的网络资源和配置数据中可用资源，从而模拟在现网中进行配置时所产生的结果，从而提前验证网络资源是否支持业务开通。本发明可以配置错误的问题定位，仿真测试能够将配置模拟执行的交互记录和校验结果进行详细记录，因此，当仿真测试不成功时，报告能够标注本次测试是由于哪个环节出错而造成的，协助工程师进行问题的修复，从而提供 5G切片专网的快速开通。本发明可以网络能力优化自动发现，通过业务开通的仿真计算，提前发现网络资源匮乏并发现问题，为工程师进行网络资源的升级建设提供了重要的数据。本发明提供***自动计算和故障发现，减少维护人员和加快处理效率。

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

Claims (7)

1.基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、对切片分组网中包括但不限于网元、链路、端口、隧道、分段路由隧道、网络切片及网元告警的数据进行定期采集；

S2、对采集的网元、链路及端口数据进行数据关联，并对网元间相互连接的所有路由进行匹配，自动生成切片分组网的全网拓扑图，同时根据拓扑图，对网元、端口及链路上的逻辑配置信息进行计算；

S3、在业务开通前通过配置指令的仿真测试，对该业务在现网能否正确下发进行验证；

S4、对仿真业务开通的测试报告进行输出；

所述S3中的仿真测试包括但不限于入参信息同步、获取实施网元、生成配置指令并关联参数、指令模拟下发、校验参数与资源及输出测试结果；

其中，5G业务开通激活流程中，仿真测试为超级控制器的模块，且位于开始环节，实现模拟业务场景的配置指令下发；

所述S3中在业务开通前通过配置指令的仿真测试，对该业务在现网能否正确下发进行验证还包括以下步骤：

S31、将仿真测试模块与切片分组网的网管进行对接，并定期采集网络资源数据和逻辑资源数据，同时自动生成切片分组网的全网网络拓扑图；

S32、超级控制器在收到编排***的5G切片业务开通单后，对工单进行解析，并将第一信息发送到仿真测试中；

S33、仿真测试对工单入参信息进行同步，并根据入参信息对需要执行配置的网元进行匹配，同时根据网元生成对应的指令；

S34、通过模拟指令下发模块将指令下发到***内部的网络资源库中，并根据工单的入参信息与资源库的现网资源进行计算，同时校验新增加的业务在现网资源中能否成功开通；

S35、对业务开通的模拟测试结果进行输出；

所述S4中对仿真业务开通的测试报告进行输出时，若仿真测试不成功，则标注本次测试的出错环节，并协助工程师进行问题的修复。

2.根据权利要求1所述的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，所述S2中对网元间相互连接的所有路由进行匹配还包括以下步骤：

根据隧道的原宿节点对端口信息进行定位，并根据端口信息对网元信息进行定位。

3.根据权利要求1所述的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，所述S2中对网元、端口及链路上的逻辑配置信息进行计算，包括但不限于计算5G切片业务的分段路由隧道的约定数据速率信息、汇总当前已经配置的约定数据速率占实际带宽的占比及计算业务配置后是否会影响到整个链路的带宽使用。

4.根据权利要求1所述的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，所述S31中网络资源数据包括但不限于网元数据、端口数据及链路数据。

5.根据权利要求1所述的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，所述S32中第一信息包括但不限于产品类型、产品动作及配置参数。

6.根据权利要求1所述的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，所述S34中工单的入参信息包括网元、指令及配置参数。

7.根据权利要求1所述的基于动态调度算法实现5G传输子切片随选和保障的方法，其特征在于，所述S3中业务开通包括创建业务、带宽调整、保护方式调整、业务暂停和恢复及删除业务；

其中，所述创建业务包括5G切片业务、城域分组传送网业务及小型化分组传送网业务创建。

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