CN116390184A - 用户面功能网元在线更换方法、网元设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用户面功能网元在线更换方法、网元设备和存储介质。其中，该方法包括：在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息；基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。本申请解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术和通信技术领域，具体而言，涉及一种用户面功能网元在线更换方法、网元设备和存储介质。
背景技术
在通信核心网的实际部署和应用过程中，经常涉及用户面功能网元（User PlaneFunction，UPF）异地容灾场景和跨区就近接入场景。UPF异地容灾场景是指当UPF发生故障时，将在线用户动态迁移至另一UPF以保持用户业务连续性的场景。用户在跨区移动的过程中，由于接入锚点UPF无法更换，用户业务只能更换至初始接入锚点UPF，这导致业务访问路径较长，进而导致访问时延增加，对此，希望在用户进行跨区移动时能够就近访问目的地的服务器以降低访问时延的场景称为跨区就近接入场景。针对UPF异地容灾场景和跨区就近接入场景，接入锚点UPF的动态更换技术成为相关领域的重要问题之一。然而，相关技术领域的现有技术并未能实现接入锚点UPF的动态更换。
发明内容
本申请实施例提供了一种用户面功能网元在线更换方法、网元设备和存储介质，以至少解决由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种用户面功能网元在线更换方法，包括：在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种用户面功能网元在线更换方法，包括：在满足预设触发条件时，从控制面网元获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，对接入地址信息对应的路由进行发布，以便在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种网元设备，包括：存储器，存储有可执行程序；处理器，用于运行程序，其中，程序运行时执行任意一项上述的用户面功能网元在线更换方法。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行任意一项上述的用户面功能网元在线更换方法。
在本申请实施例中，在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息，通过基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，进而在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
容易注意到的是，本申请提供的用户面功能网元在线更换方法通过对用户终端设备对应的接入锚点UPF的更换情况的检测，实时建立基站和目标接入锚点UPF之间的数据传输通道，进而实现自动地在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，在用户在线状态下完成对用户终端设备的接入锚点UPF的动态更换。由此，本申请达到了在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行动态更换的目的，从而实现了提升通信网络数据传递灵活度、安全性和稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
容易注意到的是，上面的通用描述和后面的详细描述仅仅是为了对本申请进行举例和解释，并不构成对本申请的限定。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了一种用于实现用户面功能网元在线更换方法的计算机终端（或移动设备）的硬件结构框图；
图2是根据本申请实施例1的一种用户面功能网元在线更换方法的流程图；
图3是根据本申请实施例1的一种可选的用户面功能网元在线更换过程的示意图；
图4是根据本申请实施例1的一种可选的通信核心网架构的示意图；
图5是根据本申请实施例2的一种用户面功能网元在线更换方法的流程图；
图6是根据本申请实施例3的一种用户面功能网元在线更换装置的结构示意图；
图7是根据本申请实施例4的一种用户面功能网元在线更换装置的结构示意图；
图8是根据本申请实施例5的一种网元设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：
5G核心网（5G Core，5GC）：在5G核心网的网络中，每个节点为一个网络功能（Network Function），或者称为网元。5G核心网的网元包括：用户面功能单元（User PlaneFunction，UPF）、会话管理功能单元（Session Management Function，SMF）、接入管理功能单元（Access Management Function，AMF）等。
会话管理功能单元（Session Management Function，SMF）是5G核心网中用于管理用户会话的功能组件。当一个终端设备（User Equipment，UE）建立与网络的连接时，SMF会创建一个与该UE相关联的会话，并且在整个会话期间负责会话的管理和维护。SMF还负责控制用户的数据流量，将数据包从一个网络区域传输到另一个网络区域。
接入管理功能单元（Access and Mobility Management Function，AMF）是5G核心网中用于管理用户的访问和移动性的功能组件。当一个终端设备（User Equipment，UE）试图连接到5G网络时，AMF对该UE进行身份验证并授权访问。AMF还负责跟踪用户终端设备的位置信息，并负责控制UE设备的移动。如果一个UE设备从一个基站移动到另一个基站，AMF将负责处理UE设备的移动过程，并将其从一个基站的服务区更换到另一个基站的服务区。
用户面功能单元（User Plane Function，UPF）：是指5G核心网中用于处理用户数据流量的功能组件。当一个终端设备（UE）发送数据包时，UPF会接收该数据包并根据策略控制信息进行处理，然后将其转发到目标设备。UPF还负责控制用户数据流量的路径，将数据包从一个网络区域传输到另一个网络区域。
分组交换式锚定UPF（Packet Switched Anchor UPF，PSA-UPF）：是指一种变体式UPF，PSA-UPA用于支持移动性管理和跨子网的数据转发。
无线基站（New Radio，NR）：是指5G核心网中的一种无线接入技术。在NR中通过特定的频段和调制方式，为核心网提供更高的数据传输速度、更低的延迟和更高的可靠性。NR技术还支持多种不同的频段和带宽，为不同的应用场景提供了更好的适应性。
TOR（Top-of-Rack，TOR）架构：是指将交换机部署在机架顶部且每个机架上都有一个机房交换机（也即TOR交换机）的数据中心交换机架构。TOR交换机负责将它们的数据流量路由到目标设备或其他交换机。
EOR（End-of-Row，EOR）架构：是指将交换机部署在机架末端且每一行机架上都有一个汇聚交换机（也即EOR交换机）的数据中心交换机架构。EOR交换机连接每个机架内的TOR交换机，并将它们与核心交换机或其他EOR交换机连接起来，构成了数据中心的网络结构。
在通信网络的标准3GPP架构下，接入锚点UPF作为核心网数据面锚点，用户在线期间接入锚点UPF是无法动态更换的，原因在于：由于接入锚点UPF用于终端用户路由发布，如果在用户在线期间对接入锚点UPF进行直接更换，那么用户的下行数据将无法正常返回；在缺乏3GPP标准流程支持的情况下对接入锚点UPF进行直接更换会导致基站和UPF之间无法正常转发用户数据；在单UPF承载用户数量较大（如大于十万）的情况下，如果直接将用户更换至新的UPF，将会产生大量的信令，可能导致通信***面临信令风暴的风险；通常在运营商网络中用户规模较大，不同UPF上的终端用户存在IP重复的情况，如果直接在用户在线期间对接入锚点UPF进行直接更换（而保持终端用户的IP不变），可能导致通信***中产生IP冲突问题。
在通信核心网的实际部署和应用过程中，经常涉及用户面功能网元（User PlaneFunction，UPF）异地容灾场景和跨区就近接入场景。针对UPF异地容灾场景和跨区就近接入场景，接入锚点UPF的动态更换技术成为相关领域的重要问题之一。
针对上述的问题，在本申请之前，相关技术领域的现有技术并未提出有效的解决方案。
实施例1
根据本申请实施例，还提供了一种用户面功能网元在线更换方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。图1示出了一种用于实现用户面功能网元在线更换方法的计算机终端（或移动设备）的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端10（或移动设备10）可以包括一个或多个（图中采用102a，102b，……，102n来示出）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器（Microcontroller Unit，MCU）或可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array，FPGA）等的处理装置）、用于存储数据的存储器104、以及用于通信功能的传输装置106。除此以外，计算机终端10还可以包括：显示器、输入/输出接口（I/O接口）、通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）端口（可以作为计算机总线的端口中的一个端口被包括）、网络接口、光标控制设备（如鼠标、触控板等）、键盘、电源和/或相机。
本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算机终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
应当注意到的是上述一个或多个处理器102和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到计算机终端10（或移动设备）中的其他元件中的任意一个内。如本申请实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制（例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择）。
存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的用户面功能网元在线更换方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器102通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的用户面功能网元在线更换方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接口与网络连接以接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端10的通信供应商提供的有线和/或无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频（Radio Frequency，RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
如图1所示的显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD），该液晶显示器可使得用户能够与计算机终端10（或移动设备）的用户界面进行交互。
此处需要说明的是，在一些可选实施例中，上述图1所示的计算机设备（或移动设备）可以包括硬件元件（包括电路）、软件元件（包括存储在计算机可读介质上的计算机代码）、或硬件元件和软件元件两者的结合。应当指出的是，图1仅为特定具体实例的一个实例，并且旨在示出可存在于上述计算机设备（或移动设备）中的部件的类型。
在上述运行环境下，本申请提供了如图2所示的用户面功能网元在线更换方法。图2是根据本申请实施例1的一种用户面功能网元在线更换方法的流程图，如图2所示，该用户面功能网元在线更换方法包括：
步骤S21，在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；
步骤S22，基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
本申请实施例提供的方法的执行主体可以是SMF。在本申请实施例中，当检测到用户终端设备（UE）的接入锚点UPF发生更换时，获取该用户终端设备在更换前的接入锚点UPF激活（也即初始接入锚点用户面功能网元）时所分配的设备地址。该设备地址可以包括但不限于：UE IP地址、UE MAC地址等，上述设备地址用于在用户终端设备对应的更换后的接入锚点UPF（也即目标接入锚点用户面功能网元）和基站之间建立数据传输隧道以实现数据传输。再此基础上，将更换前的接入锚点UPF的用户数据路由迁移至更换后的接入锚点UPF，使得用户终端设备能够通过更换后的接入锚点UPF访问远端服务器。上述远端服务器为向用户终端设备提供用户服务的服务器。上述远端服务器可以是独立服务器或者服务器集群，上述远端服务器可以部署在云端。
在本申请实施例中，在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息，通过基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，进而在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
容易注意到的是，本申请提供的用户面功能网元在线更换方法通过对用户终端设备对应的接入锚点UPF的更换情况的检测，实时建立基站和目标接入锚点UPF之间的数据传输通道，进而实现自动地在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，在用户在线状态下完成对用户终端设备的接入锚点UPF的动态更换。由此，本申请达到了在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行动态更换的目的，从而实现了提升通信网络数据传递灵活度、安全性和稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
在一种可选的实施例中，预设触发条件包括以下之一：
条件C1，用户终端设备移动出初始接入锚点用户面功能网元的覆盖范围，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元；
条件C2，初始接入锚点用户面功能网元发生故障，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元。
在上述可选的实施例中，上述初始接入锚点UPF的覆盖范围记为第一区域，初始状态下，上述用户终端设备位于上述第一区域内，当检测到用户终端设备移动出上述第一区域且用户终端设备更换至上述目标接入锚点UPF时，确定满足上述条件C1，进而满足上述预设触发条件。
可选地，上述目标接入锚点UPF的覆盖范围记为第二区域，当检测到用户终端设备从上述第一区域启动至上述第二区域时，确定满足上述条件C1。
在上述可选的实施例中，当检测到用户终端设备对应的初始接入锚点UPF处于故障状态且用户终端设备更换至上述目标接入锚点UPF时，确定满足上述条件C2，进而满足上述预设触发条件。
作为一种示例性的实施例，基于标准的I-UPF***信令流程，对该信令流程进行如下定制：标准的I-UPF***信令流程中，当检测到用户终端设备移动出初始接入锚点用户面功能网元的覆盖范围时，核心网中的SMF做出***I-UPF的决策，对此，本申请提供的方案中，当检测到用户终端设备移动出初始接入锚点UPF的覆盖范围，并且用户终端设备确定更换接入锚点UPF或者初始接入锚点UPF不可用时，核心网中的SMF做出***I-UPF的决策。由此，本申请在标准的I-UPF***信令流程基础上定制得到一种确定I-UPF***时机的方案。
容易理解的是，通过检测用户终端设备是否满足条件C1和条件C2，能够确定在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道的触发时机。
在一种可选的实施例中，所述数据传输隧道包括：上行传输隧道与下行传输隧道，在步骤S22中，基于接入地址信息，在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，包括如下方法步骤：
步骤S221，利用接入地址信息，从目标接入锚点用户面功能网元获取第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为基站分配的用户面隧道标识；
步骤S222，基于第一用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道；
步骤S223，从基站获取第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识；
步骤S224，基于第二用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
在上述可选的实施例中，上述第一用户面隧道标识和上述第二用户面隧道标识均可以是流量终端标识（Traffic Endpoint ID，TEID）。TEID用于在5G核心网中标识用户面隧道的两个端点（即数据包的源和目标）。TEID可以支持移动性管理和跨子网的数据传输，同时还可以支持多种服务质量（Quality of Service，QoS）和网络切片功能，以满足不同应用的需求。目标接入锚点用户面功能网元为基站分配的TEID用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道。基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的TEID用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
容易注意到的是，在用户终端设备保持在线的状态下，基于上述接入地址信息，建立基站与目标接入锚点用户面功能网元之间的上行传输隧道与下行传输隧道，从而保证基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行用户数据的路由迁移所需的环境。
在一种可选的实施例中，在步骤S221中，利用接入地址信息，从目标接入锚点用户面功能网元获取第一用户面隧道标识，包括如下方法步骤：
步骤S2211，向目标接入锚点用户面功能网元发送会话建立请求消息，其中，会话建立请求消息中携带的信息包括：接入地址信息，接入地址信息用于触发目标接入锚点用户面功能网元分配第一用户面隧道标识；
步骤S2212，接收来自于目标接入锚点用户面功能网元的会话建立响应消息，其中，会话建立响应消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识。
作为一种示例性的实施例，如图3所示，无线基站（NR）、接入管理功能网元（ASMF）、会话管理功能网元（SMF）、目标接入锚点用户面功能网元（记为new_UPF，相当于上述目标接入锚点用户面功能网元）和初始接入锚点用户面功能网元（记为old_UPF，相当于上述初始接入锚点用户面功能网元）通过用户终端设备注册和会话建立（UE attach and EstablishSession）模块进行交互。初始状态下，SMF与old_UPF之间进行数据通信，即，old_UPF激活。
根据上述步骤S2211，如图3所示，T02表示：SMF向new_UPF发送会话建立请求消息（N4 Session Establishment Request），SMF接收来自于new_UPF的会话建立响应消息（N4Session Establishment Response），会话建立响应消息中包含new_UPF为基站（NR）分配的TEID（第一用户面隧道标识）。
特别地，作为一种示例性的实施例，基于标准的I-UPF***信令流程，对该信令流程还进行了如下定制：标准的I-UPF***信令流程中，当核心网中的SMF做出***I-UPF的决策时，SMF向***的I-UPF发送的会话建立请求消息并不包含用户地址信息，对此，本申请提供的方案中，当SMF在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道时，SMF向目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF）发送的会话建立请求消息（N4 SessionEstablishment Request）中包含用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元（old_UPF）激活时分配的UE IP（即接入地址信息），还包含new_UPF的隧道信息。
需要说明的是，作为一种示例性的实施例，仍然如图3所示，在T02之前，还包括：T01，当SMF做出更换接入锚点UPF的决策时，通知初始接入锚点用户面功能网元（old_UPF）释放当前会话。具体地，T01包括：SMF向old_UPF发送会话释放请求消息（N4 SessionRelease Request），SMF接收来自于old_UPF的会话释放响应消息（N4 Session ReleaseResponse）。
在一种可选的实施例中，在步骤S222中，基于第一用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道，包括如下方法步骤：
步骤S2221，向接入管理功能网元发送第一接口消息，其中，第一接口消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识；
步骤S2222，经由接入管理功能网元通过第二接口消息将第一用户面隧道标识转发至基站，以建立上行传输隧道。
作为一种示例性的实施例，仍然如图3所示，在SMF接收到会话建立响应消息中包含的第一用户面隧道标识后，执行T03，T03包括：SMF向AMF发送第一接口消息（Namf_Communication_N1N2Message Transfer），该第一接口消息中携带有第一用户面隧道标识（即，new_UPF为基站（NR）分配的TEID）。
进一步地，仍然如图3所示，在AMF接收到第一接口消息中携带的第一用户面隧道标识后，执行T04，T04包括：AMF向基站（NR）发送第二接口消息（N2 Message），第二接口消息用于将第一用户面隧道标识转发至基站。由此，实现了在基站与目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF）之间建立上行传输隧道（如图3所示的T05表示NR和new_UPF之间的上行数据（Uplink Data）通信）。
在一种可选的实施例中，在步骤S223中，从基站获取第二用户面隧道标识，包括如下方法步骤：
步骤S2231，经由接入管理功能网元，通过第二接口消息从基站获取第二用户面隧道标识。
作为一种示例性的实施例，仍然如图3所示，T04还包括：基站（NR）向AMF返回第二接口消息的响应消息，该响应消息中携带有NR为new_UPF分配的TEID（即第二用户面隧道标识）。
在一种可选的实施例中，在步骤S224中，基于第二用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道，包括如下方法步骤：
步骤S2241，接收来自于接入管理功能网元的会话上下文更新请求消息，其中，会话上下文更新请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识；
步骤S2242，向目标接入锚点用户面功能网元发送会话修改请求消息，以建立下行传输隧道，其中，会话修改请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识。
作为一种示例性的实施例，仍然如图3所示，AMF收到第二接口消息的响应消息中携带的第二用户面隧道标识之后，执行T06，T06包括：AMF向SMF发送会话上下文更新请求消息（Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request），该会话上下文更新请求消息携带有第二用户面隧道标识。
进一步地，仍然如图3所示，SMF接收到会话上下文更新请求消息携带的第二用户面隧道标识之后，执行T07，T07包括：SMF向目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF）发送会话修改请求消息（N4 Session Modification Request），该会话修改请求消息携带有第二用户面隧道标识。由此，实现了在基站与目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF）之间建立下行传输隧道（如图3所示的T08表示NR和new_UPF之间的下行数据（Downlink Data）通信）。
容易注意到的是，在用户终端设备保持在线的状态下，基于上述接入地址信息，建立基站与目标接入锚点用户面功能网元之间的上行传输隧道与下行传输隧道，从而保证基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行用户数据的路由迁移所需的环境。
在一种可选的实施例中，在步骤S22中，基于接入地址信息，在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，包括如下方法步骤：
步骤S225，基于接入地址信息，触发初始接入锚点用户面功能网元取消对接入地址信息对应的路由发布，以及触发目标接入锚点用户面功能网元对接入地址信息对应的路由进行发布，得到迁移结果。
在上述可选的实施例中，基于如图4所示的通信核心网架构，在初始状态下用户终端设备（UE）通过无线基站（NR）、接入管理功能网元（AMF）、统一数据管理功能（UDM）和会话管理功能网元（SMF）经由初始接入锚点用户面功能网元（old_UPF）对服务端（Sever）进行访问，具体地，在old_UPF激活时，old_UPF主动对用户终端设备的接入地址信息进行路由发布，使得远端Sever发送至该用户终端设备的下行数据能够路由至该用户终端设备。然而，当需要更换接入锚点UPF时，也即将激活的UPF从old_UPF更换至目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF），需要满足如下条件：在UE保持在线状态时采用动态路由发布方式路由发布UE的接入地址信息，并且在new_UPF激活时old_UPF需要收敛。
作为一种示例性的实施例，如图4所示，动态路由发布方式包括：当SMF做出更换接入锚点UPF的决策时，基于接入地址信息，SMF控制old_UPF取消对UE的接入地址信息的路由发布，同时SMF控制new_UPF对UE的接入地址信息的路由发布。也即，采用动态路由发布方式实现了在old_UPF与new_UPF之间的路由迁移。
需要说明的是，当old_UPF发生故障时，SMF难以控制old_UPF进行主动的路由收敛，因此，如图4所示，在上述动态路由发布的基础上，为old_UPF绑定双向转发检测（Bidirectional Forwarding Detection，BFD）协议，然后利用BFD协议检测old_UPF与机房交换机1之间的直连链路是否互通，当old_UPF与机房交换机1之间的直连链路未互通时，控制old_UPF进行路由收敛。
在一种可选的实施例中，用户面功能网元在线更换方法应用于云端的控制面网元，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元分别位于不同机房，或者，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元位于相同机房。
作为一种示例性的实施例，仍然如图4所示，初始接入锚点用户面功能网元（old_UPF）与目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF）分别位于不同机房，old_UPF连接机房交换机1（也即，TOR交换机1），new_UPF连接机房交换机2（也即，TOR交换机2），然后通过汇聚交换机（EOR交换机）与远端Sever进行通信。
在另一种示例性的实施例中，初始接入锚点用户面功能网元（old_UPF）与目标接入锚点用户面功能网元（new_UPF）位于相同机房，也可以与同一个TOR交换机相连，从而实现与远端Sever之间的通信
本申请提供的用户面功能网元在线更换方法通过对标准的I-UPF***信令流程进行定制，结合动态路由发布方式，能够实现用户终端设备保持在线的状态下对接入锚点UPF的动态更换。
本申请的上述实施例提供的技术方案适用于如下应用场景：专网场景（用户规模通常在一万以内）下，控制面部署在云端，数据面分布在不同机房。在上述应用场景中，采用上述实施例提供的技术方案实现接入锚点UPF的动态更换能够解决如下问题：使得基站和更换后的接入锚点UPF之间实现隧道互通；基于更换后的接入锚点UPF进行用户路由迁移。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取器（Random Access Memory，RAM）、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的方法。
实施例2
在如实施例1中的运行环境下，本申请提供了如图5所示的另一种用户面功能网元在线更换方法。图5是根据本申请实施例2的一种用户面功能网元在线更换方法的流程图，如图5所示，该用户面功能网元在线更换方法包括：
步骤S51，在满足预设触发条件时，从控制面网元获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；
步骤S52，基于接入地址信息，对接入地址信息对应的路由进行发布，以便在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
本申请实施例提供的方法的执行主体可以是更换后的接入锚点UPF（记为new_UPF，也即目标接入锚点用户面功能单元）。在本申请实施例中，当检测到用户终端设备（UE）的接入锚点UPF发生更换时，从UE对应的SMF处获取该用户终端设备在更换前的接入锚点UPF激活（也即初始接入锚点用户面功能网元）时所分配的设备地址（UE IP），上述设备地址用于在用户终端设备对应的更换后的接入锚点UPF（也即目标接入锚点用户面功能网元）和基站之间建立数据传输隧道以实现数据传输。再此基础上，更换后的接入锚点UPF根据接入地址信息对接入地址信息对应的路由进行发布，进而使得用户终端设备能够通过更换后的接入锚点UPF访问远端服务器。上述远端服务器为向用户终端设备提供用户服务的服务器。上述远端服务器可以是独立服务器或者服务器集群，上述远端服务器可以部署在云端。
在本申请实施例中，在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息，通过基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，进而在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
容易注意到的是，本申请提供的用户面功能网元在线更换方法通过对用户终端设备对应的接入锚点UPF的更换情况的检测，实时建立基站和目标接入锚点UPF之间的数据传输通道，进而实现自动地在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，在用户在线状态下完成对用户终端设备的接入锚点UPF的动态更换。由此，本申请达到了在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行动态更换的目的，从而实现了提升通信网络数据传递灵活度、安全性和稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
在一种可选的实施例中，用户面功能网元在线更换方法还包括：
步骤S53，向控制面网元发送第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为用户终端设备对应的基站分配的用户面隧道标识，第一用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道。
仍然如图3所示，通过T02，new_UPF向SMF发送第一用户面隧道标识。第一用户面隧道标识为new_UPF为基站分配的TEID。上述第一用户面隧道标识由SMF向new_UPF发送会话建立请求消息（N4 Session Establishment Request）所携带。
在一种可选的实施例中，用户面功能网元在线更换方法还包括：
步骤S54，接收来自于控制面网元的第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识，第二用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
仍然如图3所示，通过T07，new_UPF接收来自于SMF的第二用户面隧道标识。第二用户面隧道标识为基站为new_UPF分配的TEID。上述第二用户面隧道标识由SMF向new_UPF发送的会话修改请求消息（N4 Session Modification Request）所携带。
在一种可选的实施例中，用户面功能网元在线更换方法还包括：
步骤S551，经由上行传输隧道接收来自于用户终端设备的上行数据；
步骤S552，通过接入地址信息对应的路由，将上行数据转发至远端服务器。
仍然如图3所示，通过T05，new_UPF经由所建立的基站与new_UPF之间的上行传输隧道接收来自于用户终端设备（UE）的上行数据（Uplink Data）。然后，通过接入地址信息对应的路由，new_UPF将上行数据转发至远端服务器（Sever）。
在一种可选的实施例中，用户面功能网元在线更换方法还包括：
步骤S561，通过接入地址信息对应的路由，接收来自于远端服务器的下行数据；
步骤S562，经由下行传输隧道将下行数据转发至用户终端设备。
仍然如图3所示，通过T08，通过接入地址信息对应的路由，new_UPF接收来自于远端服务器的下行数据（Downlink Data），经由所建立的基站与new_UPF之间的下行传输隧道，new_UPF将下行数据转发至用户终端设备（UE）。
本申请提供的用户面功能网元在线更换方法通过对标准的I-UPF***信令流程进行定制，结合动态路由发布方式，能够实现用户终端设备保持在线的状态下对接入锚点UPF的动态更换。
本申请的上述实施例提供的技术方案适用于如下应用场景：专网场景（用户规模通常在一万以内）下，控制面部署在云端，数据面分布在不同机房。在上述应用场景中，采用上述实施例提供的技术方案实现接入锚点UPF的动态更换能够解决如下问题：使得基站和更换后的接入锚点UPF之间实现隧道互通；基于更换后的接入锚点UPF进行用户路由迁移。
需要说明的是，本实施例的优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。
实施例3
根据本申请实施例，还提供了一种用于实施上述用户面功能网元在线更换方法的装置实施例。图6是根据本申请实施例3的一种用户面功能网元在线更换装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：
获取模块601，用于在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；
迁移模块602，用于基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选地，在上述用户面功能网元在线更换装置中，预设触发条件包括以下之一：用户终端设备移动出初始接入锚点用户面功能网元的覆盖范围，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元；初始接入锚点用户面功能网元发生故障，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元。
可选地，数据传输隧道包括：上行传输隧道与下行传输隧道，上述迁移模块602用于：利用接入地址信息，从目标接入锚点用户面功能网元获取第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为基站分配的用户面隧道标识；基于第一用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道；从基站获取第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识；基于第二用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
可选地，上述迁移模块602还用于：向目标接入锚点用户面功能网元发送会话建立请求消息，其中，会话建立请求消息中携带的信息包括：接入地址信息，接入地址信息用于触发目标接入锚点用户面功能网元分配第一用户面隧道标识；接收来自于目标接入锚点用户面功能网元的会话建立响应消息，其中，会话建立响应消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识。
可选地，上述迁移模块602还用于：向接入管理功能网元发送第一接口消息，其中，第一接口消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识；经由接入管理功能网元通过第二接口消息将第一用户面隧道标识转发至基站，以建立上行传输隧道。
可选地，上述迁移模块602还用于：经由接入管理功能网元，通过第二接口消息从基站获取第二用户面隧道标识。
可选地，上述迁移模块602还用于：接收来自于接入管理功能网元的会话上下文更新请求消息，其中，会话上下文更新请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识；向目标接入锚点用户面功能网元发送会话修改请求消息，以建立下行传输隧道，其中，会话修改请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识。
可选地，上述迁移模块602还用于：基于接入地址信息，触发初始接入锚点用户面功能网元取消对接入地址信息对应的路由发布，以及触发目标接入锚点用户面功能网元对接入地址信息对应的路由进行发布，得到迁移结果。
可选地，在上述用户面功能网元在线更换装置中，用户面功能网元在线更换方法应用于云端的控制面网元，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元分别位于不同机房，或者，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元位于相同机房。
在本申请实施例中，在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息，通过基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，进而在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
容易注意到的是，本申请提供的用户面功能网元在线更换装置通过对用户终端设备对应的接入锚点UPF的更换情况的检测，实时建立基站和目标接入锚点UPF之间的数据传输通道，进而实现自动地在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，在用户在线状态下完成对用户终端设备的接入锚点UPF的动态更换。由此，本申请达到了在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行动态更换的目的，从而实现了提升通信网络数据传递灵活度、安全性和稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
此处需要说明的是，上述获取模块601和迁移模块602对应于实施例1中的步骤S21至步骤S22，两个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块或单元可以是存储在存储器（例如，存储器104）中并由一个或多个处理器（例如，处理器102a，102b，……，102n）处理的硬件组件或软件组件，上述模块也可以作为装置的一部分可以运行在实施例1提供的计算机终端10中。
需要说明的是，本实施例的优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。
实施例4
根据本申请实施例，还提供了一种用于实施上述用户面功能网元在线更换方法的装置实施例。图7是根据本申请实施例4的一种用户面功能网元在线更换装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：
获取模块701，用于在满足预设触发条件时，从控制面网元获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；
发布模块702，用于基于接入地址信息，对接入地址信息对应的路由进行发布，以便在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选地，用户面功能网元在线更换装置还包括：发送模块703（图中未示出），用于向控制面网元发送第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为用户终端设备对应的基站分配的用户面隧道标识，第一用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道。
可选地，用户面功能网元在线更换装置还包括：接收模块704（图中未示出），用于接收来自于控制面网元的第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识，第二用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
可选地，用户面功能网元在线更换装置还包括：第一转发模块705（图中未示出），用于经由上行传输隧道接收来自于用户终端设备的上行数据；通过接入地址信息对应的路由，将上行数据转发至远端服务器。
可选地，用户面功能网元在线更换装置还包括：第二转发模块706（图中未示出），用于通过接入地址信息对应的路由，接收来自于远端服务器的下行数据；经由下行传输隧道将下行数据转发至用户终端设备。
在本申请实施例中，在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息，通过基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，进而在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
容易注意到的是，本申请提供的用户面功能网元在线更换装置通过对用户终端设备对应的接入锚点UPF的更换情况的检测，实时建立基站和目标接入锚点UPF之间的数据传输通道，进而实现自动地在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，在用户在线状态下完成对用户终端设备的接入锚点UPF的动态更换。由此，本申请达到了在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行动态更换的目的，从而实现了提升通信网络数据传递灵活度、安全性和稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
此处需要说明的是，上述获取模块701和发布模块702对应于实施例2中的步骤S51至步骤S52，两个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例2所公开的内容。需要说明的是，上述模块或单元可以是存储在存储器（例如，存储器104）中并由一个或多个处理器（例如，处理器102a，102b，……，102n）处理的硬件组件或软件组件，上述模块也可以作为装置的一部分可以运行在实施例1提供的计算机终端10中。
需要说明的是，本实施例的优选实施方式可以参见实施例1或实施例2中的相关描述，此处不再赘述。
实施例5
根据本申请实施例，还提供了一种网元设备，该网元设备可以是通信网络的网元设备群中的任意一个网元设备。可选地，在本实施例中，上述网元设备也可以替换为计算机终端或者移动终端等终端设备。
在本实施例中，上述网元设备包括存储器，存储器中存储有可执行程序。
在本实施例中，上述网元设备还包括处理器，用于运行程序，其中，程序运行时执行用户面功能网元在线更换方法中以下步骤的程序代码：在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选地，图8是根据本申请实施例5的一种网元设备的结构框图，如图8所示，该网元设备80可以包括：一个或多个（图中仅示出一个）处理器802、存储器804、存储控制器806、以及外设接口808，其中，外设接口808与射频模块、音频模块和显示器连接。
其中，存储器804可用于存储软件程序以及模块，如本申请实施例中的用户面功能网元在线更换方法和装置对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的用户面功能网元在线更换方法。存储器804可包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器804可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至网元设备80。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器802可以通过传输装置调用存储器存储的信息及应用程序，以执行下述步骤：在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：预设触发条件包括以下之一：用户终端设备移动出初始接入锚点用户面功能网元的覆盖范围，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元；初始接入锚点用户面功能网元发生故障，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：利用接入地址信息，从目标接入锚点用户面功能网元获取第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为基站分配的用户面隧道标识；基于第一用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道；从基站获取第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识；基于第二用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：向目标接入锚点用户面功能网元发送会话建立请求消息，其中，会话建立请求消息中携带的信息包括：接入地址信息，接入地址信息用于触发目标接入锚点用户面功能网元分配第一用户面隧道标识；接收来自于目标接入锚点用户面功能网元的会话建立响应消息，其中，会话建立响应消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：向接入管理功能网元发送第一接口消息，其中，第一接口消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识；经由接入管理功能网元通过第二接口消息将第一用户面隧道标识转发至基站，以建立上行传输隧道。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：经由接入管理功能网元，通过第二接口消息从基站获取第二用户面隧道标识。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：接收来自于接入管理功能网元的会话上下文更新请求消息，其中，会话上下文更新请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识；向目标接入锚点用户面功能网元发送会话修改请求消息，以建立下行传输隧道，其中，会话修改请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：基于接入地址信息，触发初始接入锚点用户面功能网元取消对接入地址信息对应的路由发布，以及触发目标接入锚点用户面功能网元对接入地址信息对应的路由进行发布，得到迁移结果。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：用户面功能网元在线更换方法应用于云端的控制面网元，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元分别位于不同机房，或者，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元位于相同机房。
处理器802可以通过传输装置调用存储器存储的信息及应用程序，以执行下述步骤：在满足预设触发条件时，从控制面网元获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，对接入地址信息对应的路由进行发布，以便在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：向控制面网元发送第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为用户终端设备对应的基站分配的用户面隧道标识，第一用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：接收来自于控制面网元的第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识，第二用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：经由上行传输隧道接收来自于用户终端设备的上行数据；通过接入地址信息对应的路由，将上行数据转发至远端服务器。
可选的，上述处理器802还可以执行如下步骤的程序代码：通过接入地址信息对应的路由，接收来自于远端服务器的下行数据；经由下行传输隧道将下行数据转发至用户终端设备。
根据本申请实施例，提供了一种实现用户面功能网元在线更换方法的网元设备。在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息，通过基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，进而在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
容易注意到的是，本申请提供的网元设备实现的用户面功能网元在线更换方法通过对用户终端设备对应的接入锚点UPF的更换情况的检测，实时建立基站和目标接入锚点UPF之间的数据传输通道，进而实现自动地在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，在用户在线状态下完成对用户终端设备的接入锚点UPF的动态更换。由此，本申请达到了在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行动态更换的目的，从而实现了提升通信网络数据传递灵活度、安全性和稳定性的技术效果，进而解决了由于相关技术无法实现在用户终端设备在线情况下对锚点用户面功能网元进行更换造成的通信网络数据传递灵活度低、安全性和稳定性差的技术问题。
本领域普通技术人员可以理解，图8所示的结构仅为示意，网元设备也可以是智能手机（如Android手机、iOS手机等）、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备（MobileInternet Devices，MID）等终端设备。图8其并不对上述网元设备的结构造成限定。例如，网元设备80还可包括比图8中所示更多或者更少的组件（如网络接口、显示装置等），或者具有与图8所示不同的配置。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。
实施例6
根据本申请实施例，还提供了一种计算机可读存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于保存上述实施例1或实施例2所提供的用户面功能网元在线更换方法所执行的程序代码。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，在用户终端设备对应的基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，数据传输隧道用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，迁移结果用于在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：预设触发条件包括以下之一：用户终端设备移动出初始接入锚点用户面功能网元的覆盖范围，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元；初始接入锚点用户面功能网元发生故障，并且确定将初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：利用接入地址信息，从目标接入锚点用户面功能网元获取第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为基站分配的用户面隧道标识；基于第一用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道；从基站获取第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识；基于第二用户面隧道标识在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：向目标接入锚点用户面功能网元发送会话建立请求消息，其中，会话建立请求消息中携带的信息包括：接入地址信息，接入地址信息用于触发目标接入锚点用户面功能网元分配第一用户面隧道标识；接收来自于目标接入锚点用户面功能网元的会话建立响应消息，其中，会话建立响应消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：向接入管理功能网元发送第一接口消息，其中，第一接口消息中携带的信息包括：第一用户面隧道标识；经由接入管理功能网元通过第二接口消息将第一用户面隧道标识转发至基站，以建立上行传输隧道。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：经由接入管理功能网元，通过第二接口消息从基站获取第二用户面隧道标识。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：接收来自于接入管理功能网元的会话上下文更新请求消息，其中，会话上下文更新请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识；向目标接入锚点用户面功能网元发送会话修改请求消息，以建立下行传输隧道，其中，会话修改请求消息中携带的信息包括：第二用户面隧道标识。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：基于接入地址信息，触发初始接入锚点用户面功能网元取消对接入地址信息对应的路由发布，以及触发目标接入锚点用户面功能网元对接入地址信息对应的路由进行发布，得到迁移结果。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：用户面功能网元在线更换方法应用于云端的控制面网元，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元分别位于不同机房，或者，初始接入锚点用户面功能网元与目标接入锚点用户面功能网元位于相同机房。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：在满足预设触发条件时，从控制面网元获取用户终端设备的接入地址信息，其中，预设触发条件用于确定用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，接入地址信息为用户终端设备在初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；基于接入地址信息，对接入地址信息对应的路由进行发布，以便在目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：向控制面网元发送第一用户面隧道标识，其中，第一用户面隧道标识是目标接入锚点用户面功能网元为用户终端设备对应的基站分配的用户面隧道标识，第一用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：接收来自于控制面网元的第二用户面隧道标识，其中，第二用户面隧道标识是基站为目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识，第二用户面隧道标识用于在基站与目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：经由上行传输隧道接收来自于用户终端设备的上行数据；通过接入地址信息对应的路由，将上行数据转发至远端服务器。
可选地，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：通过接入地址信息对应的路由，接收来自于远端服务器的下行数据；经由下行传输隧道将下行数据转发至用户终端设备。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、ROM、RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (14)
1.一种用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，包括：
在满足预设触发条件时，获取用户终端设备的接入地址信息，其中，所述预设触发条件用于确定所述用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，所述接入地址信息为所述用户终端设备在所述初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；
基于所述接入地址信息，在所述用户终端设备对应的基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立数据传输隧道，以及在所述初始接入锚点用户面功能网元与所述目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到迁移结果，其中，所述数据传输隧道用于在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间进行数据传输，所述迁移结果用于在所述目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，所述预设触发条件包括以下之一：
所述用户终端设备移动出所述初始接入锚点用户面功能网元的覆盖范围，并且确定将所述初始接入锚点用户面功能网元更换为所述目标接入锚点用户面功能网元；
所述初始接入锚点用户面功能网元发生故障，并且确定将所述初始接入锚点用户面功能网元更换为所述目标接入锚点用户面功能网元。
3.根据权利要求1所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，所述数据传输隧道包括：上行传输隧道与下行传输隧道，基于所述接入地址信息，在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立所述数据传输隧道包括：
利用所述接入地址信息，从所述目标接入锚点用户面功能网元获取第一用户面隧道标识，其中，所述第一用户面隧道标识是所述目标接入锚点用户面功能网元为所述基站分配的用户面隧道标识；
基于所述第一用户面隧道标识在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立所述上行传输隧道；
从所述基站获取第二用户面隧道标识，其中，所述第二用户面隧道标识是所述基站为所述目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识；
基于所述第二用户面隧道标识在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立所述下行传输隧道。
4.根据权利要求3所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，利用所述接入地址信息，从所述目标接入锚点用户面功能网元获取所述第一用户面隧道标识包括：
向所述目标接入锚点用户面功能网元发送会话建立请求消息，其中，所述会话建立请求消息中携带的信息包括：所述接入地址信息，所述接入地址信息用于触发所述目标接入锚点用户面功能网元分配所述第一用户面隧道标识；
接收来自于所述目标接入锚点用户面功能网元的会话建立响应消息，其中，所述会话建立响应消息中携带的信息包括：所述第一用户面隧道标识。
5.根据权利要求4所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，基于所述第一用户面隧道标识在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立所述上行传输隧道包括：
向接入管理功能网元发送第一接口消息，其中，所述第一接口消息中携带的信息包括：所述第一用户面隧道标识；
经由所述接入管理功能网元通过第二接口消息将所述第一用户面隧道标识转发至所述基站，以建立所述上行传输隧道。
6.根据权利要求5所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，从所述基站获取所述第二用户面隧道标识包括：
经由所述接入管理功能网元，通过所述第二接口消息从所述基站获取所述第二用户面隧道标识。
7.根据权利要求6所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，基于所述第二用户面隧道标识在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立所述下行传输隧道包括：
接收来自于所述接入管理功能网元的会话上下文更新请求消息，其中，所述会话上下文更新请求消息中携带的信息包括：所述第二用户面隧道标识；
向所述目标接入锚点用户面功能网元发送会话修改请求消息，以建立所述下行传输隧道，其中，所述会话修改请求消息中携带的信息包括：所述第二用户面隧道标识。
8.根据权利要求1所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，基于所述接入地址信息，在所述初始接入锚点用户面功能网元与所述目标接入锚点用户面功能网元之间进行路由迁移，得到所述迁移结果包括：
基于所述接入地址信息，触发所述初始接入锚点用户面功能网元取消对所述接入地址信息对应的路由发布，以及触发所述目标接入锚点用户面功能网元对所述接入地址信息对应的路由进行发布，得到所述迁移结果。
9.根据权利要求1所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，所述用户面功能网元在线更换方法应用于云端的控制面网元，所述初始接入锚点用户面功能网元与所述目标接入锚点用户面功能网元分别位于不同机房，或者，所述初始接入锚点用户面功能网元与所述目标接入锚点用户面功能网元位于相同机房。
10.一种用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，包括：
在满足预设触发条件时，从控制面网元获取用户终端设备的接入地址信息，其中，所述预设触发条件用于确定所述用户终端设备从初始接入锚点用户面功能网元更换为目标接入锚点用户面功能网元，所述接入地址信息为所述用户终端设备在所述初始接入锚点用户面功能网元激活时分配的地址信息；
基于所述接入地址信息，对所述接入地址信息对应的路由进行发布，以便在所述目标接入锚点用户面功能网元与远端服务器之间进行数据传输。
11.根据权利要求10所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，所述用户面功能网元在线更换方法还包括：
向所述控制面网元发送第一用户面隧道标识，其中，所述第一用户面隧道标识是所述目标接入锚点用户面功能网元为所述用户终端设备对应的基站分配的用户面隧道标识，所述第一用户面隧道标识用于在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立上行传输隧道。
12.根据权利要求10所述的用户面功能网元在线更换方法，其特征在于，所述用户面功能网元在线更换方法还包括：
接收来自于所述控制面网元的第二用户面隧道标识，其中，所述第二用户面隧道标识是基站为所述目标接入锚点用户面功能网元分配的用户面隧道标识，所述第二用户面隧道标识用于在所述基站与所述目标接入锚点用户面功能网元之间建立下行传输隧道。
13.一种网元设备，其特征在于，包括：
存储器，存储有可执行程序；
处理器，用于运行所述程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至12中任意一项所述的用户面功能网元在线更换方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的可执行程序，其中，在所述可执行程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至12中任意一项所述的用户面功能网元在线更换方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20230704 |