技術領域

本公開涉及用于網(wǎng)絡功能虛擬化的方法和系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及虛擬化網(wǎng)絡中的能力管理。

背景技術：

網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)是通過虛擬硬件抽象將網(wǎng)絡功能與它們運行所處的硬件相分離的原理，也是企業(yè)努力運用通用硬件平臺將網(wǎng)絡設備虛擬化，從而降低成本、提高運營效率并實現(xiàn)新的業(yè)務適應性的重點所在(參見“網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)；基礎架構概覽(Network Functions Virtualization(NFV)；Infrastructure Overview)，ETSI GS NFV-INF 001V1.1.1(2015-01)，http：//www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-INF/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-INF001v010101p.pdf)，所述文檔在此通過引用全文并入本申請)。

虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)的運行時實例化(稱為“VNF實例”)是通過在NFV主機上完成VNF軟件的實例化，以及通過在各VNF實例之間建立連接性而創(chuàng)建的。這可利用VNF部署過程、在VNF部署過程中所捕獲的操作信息以及附加的運行時實例特定的信息和約束來完成。各個VNF實例要求指定該實例所需的能力。理想的是：具體硬件平臺上所有VNF的能力利用率能有效地使用該硬件平臺的能力。

技術實現(xiàn)要素：

本公開一實施例包括一方法，所述方法包括在計算平臺上為多個虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)提供網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)能力。網(wǎng)絡功能虛擬化管理功能創(chuàng)建至少一個VNF在所述計算平臺上運行以執(zhí)行網(wǎng)絡功能。每個所述VNF具有包括多個參數(shù)的定義。所述參數(shù)中的至少一個是相應VNF的與所述網(wǎng)絡功能的能力相關的能力指示。

本公開另一實施例包括一計算平臺，所述計算平臺包括至少一個計算設備，其在所述計算平臺上為多個虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)提供網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)能力。由網(wǎng)絡功能虛擬化管理功能創(chuàng)建至少一個VNF在所述計算平臺上運行以執(zhí)行網(wǎng)絡功能。每個VNF具有包括多個參數(shù)的定義，其中所述參數(shù)中的至少一個是相應VNF的與所述網(wǎng)絡功能的能力相關的能力指示。

本公開另一實施例是一裝置，所述裝置包括處理器，以及存儲有由所述處理器執(zhí)行的編程的非暫時性計算機可讀介質(zhì)。所述編程包括指令，以在計算平臺上為多個虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)提供網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)能力，以及由網(wǎng)絡功能虛擬化管理功能創(chuàng)建至少一個VNF在所述計算平臺上運行以執(zhí)行網(wǎng)絡功能。每個VNF具有包括多個參數(shù)的定義，其中所述參數(shù)中的至少一個是相應VNF的與所述網(wǎng)絡功能的能力相關的能力指示。

附圖說明

為更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，將結合附圖并參照如下描述，其中：

圖1示出了簡單的功能網(wǎng)絡；

圖2示出了運用網(wǎng)絡虛擬化對圖1所示功能網(wǎng)絡的實現(xiàn)；

圖3示出了適用于網(wǎng)絡虛擬化的平臺的功能示意圖；

圖4示出了可包括在NFV能力指示符集中的標識符的表格；

圖5依據(jù)本公開一實施例示出了可包括在NFV能力指示符集中的標識符的表格；

圖6依據(jù)一實施例示出了可用于實現(xiàn)例如本文所述設備和方法的計算平臺；以及

圖7示出了電信系統(tǒng)，在其中可植入本公開的一個或多個實施例。

具體實施方式

以下詳細討論本文所示實施例的構造和使用。然而，應當理解的是，本發(fā)明提供了大量可應用的發(fā)明構思，這些構思可以體現(xiàn)在特定環(huán)境中。本文所討論的具體實施例僅為對構造及使用本發(fā)明的具體方式進行說明，并非限制本發(fā)明的范圍。

復雜網(wǎng)絡通常被組織為由定義的接口連接的多個功能塊。在圖1中示出了簡單示例。網(wǎng)絡10包括功能塊12、14和16。每個功能定義了狀態(tài)和轉(zhuǎn)移函數(shù)，該函數(shù)定義了該功能關于接收的輸入和提供的輸出將如何表現(xiàn)。所接收的輸入和所提供的輸出由接口18和20定義。每個功能在其定義之內(nèi)都是相對自治的。對諸如電信網(wǎng)絡的復雜網(wǎng)絡進行組織是具有挑戰(zhàn)性的，因為在維持高可靠性的同時，有必要并入快速發(fā)展的技術并適應快速的網(wǎng)絡增長。在管理這類復雜網(wǎng)絡時，功能塊方案已經(jīng)是一種有效的工具，因為它允許更換、修理、升級或添加功能而對網(wǎng)絡其余部分產(chǎn)生最小的干擾。但是，大部分功能運行在專門用于該功能的硬件上。這使得功能設計的一些方面更為困難。例如，因為對功能的更改或增補往往涉及添加或升級硬件，故而擴展就更為困難。在例如電信網(wǎng)絡的龐大網(wǎng)絡中，這可能涉及相當高的成本。

這些問題已引發(fā)了虛擬網(wǎng)絡功能的開發(fā)。圖2為運用網(wǎng)絡功能虛擬化(NVF)實現(xiàn)網(wǎng)絡10的示意圖。網(wǎng)絡100包括傳統(tǒng)的塊，如功能塊112。接口124同時與虛擬接口128和主機接口126通信。虛擬功能塊114由專門設計的軟件模塊創(chuàng)建。將傳統(tǒng)網(wǎng)絡塊(如圖1中的塊14)的狀態(tài)和功能編碼到虛擬化功能塊114中，并載入到包括容器接口122的操作系統(tǒng)中。容器接口122定義了如何將虛擬功能塊114及其接口函數(shù)載入到主機功能塊116中并由主機功能塊116支持。從網(wǎng)絡運行的角度來講，虛擬化功能塊114與圖1的功能塊14之間在工作上并無差別。類似地，虛擬接口132和主機接口130與虛擬化功能塊118和主機功能塊120通信，虛擬化功能塊118和主機功能塊120運用容器接口122定義了網(wǎng)絡功能16(圖1)的功能。

雖然主機功能塊116和120在圖2中顯示為分離的元件，但二者未必是分離的機器。主機功能塊由資源池中提供的計算資源(處理、存儲、通信等)組成。這些功能塊是該資源池的一部分，如虛擬功能塊114和118中規(guī)定的參數(shù)所定義的。這允許網(wǎng)絡運營商按照需要靈活部署網(wǎng)絡服務。例如，一個用戶(如蜂窩電話網(wǎng)絡用戶)可在若干項可用服務中選擇，例如語音郵件轉(zhuǎn)錄。某些用戶可能選擇此項，某些可能不會。如果用戶選擇訂閱這項服務，則可部署一個虛擬功能塊來提供該服務。在另外的復雜級別上，虛擬功能塊可以僅當有需要時才部署。在非虛擬化的網(wǎng)絡中，必須提供機器和這些機器運行所需的軟件，才能提供必要的服務。這就需要附加的未使用能力來確保服務的可用性，成本較高。另一方面，對儲備能力的需求的錯誤判斷可導致服務中斷。

虛擬化網(wǎng)絡允許網(wǎng)絡運營商將可用能力用于幾乎一切網(wǎng)絡服務。依舊需要附加的邊際能力。然而，網(wǎng)絡的各種功能都部署在資源池中，無需再為每個功能都準備邊際能力。因此，虛擬網(wǎng)絡的附加能力可以遠小于非虛擬網(wǎng)絡中所有功能所必需的附加能力的總和。

然而，要有效部署虛擬網(wǎng)絡，就需要復雜的功能管理系統(tǒng)。在“網(wǎng)絡功能虛擬化(NVF)：管理與編排(NFV-MAN)(Network Functions Virtualization(NVF)：Management and Orchestration(NFV-MAN))”(ETSI NFV-MAN 001V1.1.1(2014-12)，http：//www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf，所述文檔在此通過引用全文并入本申請)中，描述了一個此類系統(tǒng)。(注：NVF-MAN和ETSI的其他文檔使用了英式拼寫“virtualisation”(用字母“s”)，而本申請所用為美式拼寫“virtualization”(用字母“z”)。)“網(wǎng)絡功能虛擬化：管理與編排(NFV-MANO)”架構框架300指明了如圖3所示的下列NFV-MANO功能塊：

·虛擬化基礎構架管理器(VIM)302；

·NFV編排器(NFVO)304；以及

·VNF管理器(VNFM)306。

NFV-MANO架構框架指明了下列數(shù)據(jù)存儲庫：

·網(wǎng)絡服務(NS)目錄308；

·虛擬化網(wǎng)絡功能(VNF)目錄310；

·網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)實例存儲庫312；以及

·網(wǎng)絡功能虛擬化基礎構架(NFVI)資源存儲庫314。

NFV-MANO架構框架指明了下列與NFV-MANO共享引用點的功能塊：

·元件管理(EM)316；

·虛擬化網(wǎng)絡功能(VNF)318；

·操作系統(tǒng)支持(OSS)和業(yè)務系統(tǒng)支持功能(BSS)320；以及

·NFV基礎構架(NFVI)321。

NFV-MANO架構框架指明了下列主要引用點：

·Os-Nfvo，OSS/BSS與NFVO之間的引用點322；

·VeEm-Vnfm，EM與VNFM之間的引用點324；

·VeNF-Vnfm，VNF與VNFM之間的引用點326；

·Nf-Vi，NFVI與VIM之間的引用點328；

·Nfvo-Vnfm，NFVO與VNFM之間的引用點330；

·Nfvo-Vi，NFVO與VIM之間的引用點332；以及

·Vn-Vi，VIM與VNFM之間的引用點334。

對于通過容器接口122(圖2)建立的虛擬功能(如虛擬化功能塊114和118)，容器接口122要求規(guī)范該虛擬功能的運行在NVF-MANO 300中所必需的每個資源。這些規(guī)范在NVF-MAN的第6、7章進行了詳細解釋，在該文檔中占據(jù)了五十余頁。就本公開而言，只需進一步詳細討論NVF-MAN第6.2.1.3.2節(jié)所描述的構成虛擬網(wǎng)絡功能(Constituent Virtualized Network Function，縮寫：CVNF)。

圖4是NVF-MAN第43頁所示CVNF的拷貝。能力(capability)標識符410指示針對某類網(wǎng)絡服務，虛擬功能(如圖2中虛擬化功能塊114或118)所能滿足的網(wǎng)絡服務的量(如圖2中主機功能塊116或120的大小和能力)。例如，如果某虛擬網(wǎng)絡功能類型(flavor)具有50％網(wǎng)絡服務能力評級，則必須部署至少兩個此類型VNF的實例，以部署該服務。(按照常見的英式拼寫，“flavor”在這些圖表中被拼寫為“flavour”)。類型本質(zhì)上是常見虛擬功能中所用的關鍵參數(shù)的模板。類型的目的在于為VNF部署(VNFD)提供一個起始點。

圖5顯示了本公開一實施例的一示例。圖5的模板不再像圖4中一樣規(guī)定能力，而是包括兩個條目：最小能力(minimum capacity)510和最大能力(maximum capacity)520。在另一個實施例中，包括平均能力。這些因子是按照相對量輸入的，在本例中，按照網(wǎng)絡服務(NS)能力的百分比。網(wǎng)絡服務能力就是被部署的網(wǎng)絡服務的總能力。網(wǎng)絡服務能力可指一些量化度量，如吞吐量、可支持的用戶數(shù)、或可以支持某些應用的數(shù)量(如語音信道)。VNF被定義為網(wǎng)絡服務能力的百分比。例如，如果某VNF類型所具有的最小服務能力是20％，最大服務能力是50％，則該服務可以用二個(2x 50％＝100％)到五個(5x 20％＝100％)之間VNF實例來部署。VNF提供商在其VNF包中(如在VNFD中)提供這些指標作為其VNF能力參數(shù)。這使NVF-MANO具有靈活性來滿足網(wǎng)絡服務的要求，以便相對于可用資源以最高效的方式配置主機功能塊(如主機功能塊116和120)。VNF-MANO功能將運用這些指標來選擇合適的VNF及VNF數(shù)量，以創(chuàng)建具有能力要求或類型的期望服務。

除上述條目之外，圖5的實施例包括VNF類型引用(VNF flavor reference)530以識別特定類別的虛擬機。冗余模型(redundancy model)532指示是否需要對VNF進行并發(fā)備份，以及其特征。關聯(lián)性標志(affinity designation)534規(guī)定與該VNF的其他實例的關系。最后，實例數(shù)(a number of instances)條目536規(guī)定為達到服務質(zhì)量所需的實例數(shù)量。

在一些實施例中，可能采用用于在計算平臺上為多個虛擬網(wǎng)絡功能(VNF)提供網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)能力、并由網(wǎng)絡功能虛擬化管理功能創(chuàng)建至少一個VNF在該計算平臺上運行以執(zhí)行網(wǎng)絡服務的裝置，其中每個VNF具有包括多個參數(shù)的定義，其中所述參數(shù)中的至少兩個是相應VNF的與所述網(wǎng)絡服務的能力相關的能力指示。

圖6示出了用于執(zhí)行本文所述方法的處理系統(tǒng)600實施例的示意圖，其可作為主機設備。如圖所示，處理系統(tǒng)600包括處理器604、存儲器606和接口610-614，其可以按照(也可不按照)圖6所示進行布置。處理器604可以是適應于執(zhí)行計算和/或其他與處理相關的任務的任何組件或組件的集合。在虛擬化網(wǎng)絡中，處理器604可由數(shù)千個處理設備組成，例如俗稱的“刀片式”計算機。存儲器606可以是適應于存儲由處理器604執(zhí)行的編程和/或指令的任何組件或組件的集合。在一個實施例中，存儲器606包括非暫時性計算機可讀介質(zhì)。接口610、612和614可以是任意允許處理系統(tǒng)600與其他設備/組件和/或用戶進行通信的組件或組件的集合。例如，接口610、612、614中的一個或多個可以適應于從處理器604到安裝在主機設備和/或遠程設備上的應用程序的數(shù)據(jù)、控制或管理消息的通信。又例如，接口610、612、614中的一個或多個可以適應于讓用戶或用戶設備(例如個人計算機(PC)等)與處理系統(tǒng)600交互/通信。處理系統(tǒng)600可包括未出現(xiàn)在圖6中的附加組件，例如長期存儲器(如非易失性的存儲器等)。

在一些實施例中，處理系統(tǒng)600包括在網(wǎng)絡設備中，而所述網(wǎng)絡設備可以訪問電信網(wǎng)絡或?qū)儆陔娦啪W(wǎng)絡的一部分。在一個實例中，處理系統(tǒng)600是無線或有線電信網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡側(cè)設備，例如基站、中繼站、調(diào)度器、控制器、網(wǎng)關、路由器、應用服務器或該電信網(wǎng)絡中其他的設備。在其他實施例中，處理系統(tǒng)600是訪問無線或有線電信網(wǎng)絡的用戶側(cè)設備，例如，移動站、用戶設備(UE)、個人計算機(PC)、平板電腦、可穿戴的通信設備(如智能手表等)或其他任何適用于訪問電信網(wǎng)絡的設備。

在一些實施例中，接口610、612、614中的一個或多個將處理系統(tǒng)600連接到適用于通過電信網(wǎng)絡發(fā)送和接收信令的收發(fā)器。圖7示出了適應于通過電信網(wǎng)絡發(fā)送和接收信令的收發(fā)器700的示意圖。收發(fā)器700可安裝在主機設備中，其部分或全部組件可虛擬化。如圖所示，收發(fā)器700包括網(wǎng)絡側(cè)接口702、耦合器704、發(fā)送器706、接收器708、信號處理器710和設備側(cè)接口712。網(wǎng)絡側(cè)接口702可包括任意適應于通過無線或有線電信網(wǎng)絡發(fā)送或接收信令的組件或組件的集合。耦合器704可包括任意適應于促進通過網(wǎng)絡側(cè)接口702進行雙向通信的組件或組件的集合。發(fā)送器706可包括任意適應于將基帶信號轉(zhuǎn)換為適合通過網(wǎng)絡側(cè)接口702進行傳輸?shù)恼{(diào)制載波信號的組件或組件的集合(如上變頻器、功率放大器等)。接收器708可包括任意適應于將通過網(wǎng)絡側(cè)接口702所收到的載波信號轉(zhuǎn)換為基帶信號的組件或組件的集合(如下變頻器、低噪聲放大器等)。信號處理器710可以包括任意適應于將基帶信號轉(zhuǎn)換為適合通過設備側(cè)接口712進行通信的數(shù)據(jù)信號(或反之)的組件或組件的集合。設備側(cè)接口712可包括任意適應于讓數(shù)據(jù)信號在信號處理器710與主機設備(如處理系統(tǒng)600、局域網(wǎng)(LAN)端口等)中的組件之間進行通信的組件或組件的集合。

收發(fā)器700可通過任意種類的通信媒介發(fā)送和接收信令。在一些實施例中，收發(fā)器700通過無線媒介發(fā)送和接收信令。例如，收發(fā)器700可以是無線收發(fā)器，其適應于依照無線通信協(xié)議進行通信，例如蜂窩網(wǎng)協(xié)議(如長期演進(LTE)等)、無線局域網(wǎng)(WLAN)協(xié)議(如Wi-Fi等)或其他任意類型的無線協(xié)議(如藍牙、近場通訊(NFC)等)。在此類實施例中，網(wǎng)絡側(cè)接口702包括一個或多個天線/輻射元件。例如，網(wǎng)絡側(cè)接口702可包括單個天線、多個單獨的天線或配置為用于多層級通信(如單輸入多輸出(SIMO)、多輸入單輸出(MISO)、多輸入多輸出(MIMO)等)的多天線陣列。在其他實施例中，收發(fā)器700通過有線媒介(如雙絞電纜、同軸電纜、光纖等)發(fā)送和接收信令。特定的處理系統(tǒng)和/或收發(fā)器可能利用所示的所有組件，或僅僅一部分組件，且不同裝置設備的集成度可以不同。

雖然參照說明性實施例對本發(fā)明進行了描述，但此描述并非旨在被視為限制性的。一旦參照所述描述，所述說明性實施例的各種修改和組合以及本發(fā)明的其他實施例對于本領域普通技術人員而言，將是顯而易見的。因此，所附的權利要求旨在涵蓋任意此類修改或?qū)嵤├?/p>