一种5GS中集中式OAM资源分配的方法

摘要

本发明公开一种5GS中集中式OAM资源分配的方法、装置及系统，适用于OAM资源分配端，包括接收发送端发送的请求消息，其中请求消息中至少包括网络功能实体NF支持的OAM功能；根据网络功能实体NF支持的OAM功能为网络功能实体NF分配单独隔离的虚拟OAM资源；若分配成功，则向发送端发送相应请求成功消息。本发明技术方案让OAM资源分配端为每个网络功能实体NF分配单独的用虚拟化容器隔离开的OAM资源。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种5GS中集中式OAM资源分配的方法。

背景技术

5G移动网络预期能够更好地为多样化的通信服务、服务模型和终端用户群提供更优化的支持。为了对各种业务提供独立的网络服务而又不需单独铺设专用网络的情况下，5G网络引入网络切片技术，以网络切片为单位，调度整个网络层资源。该技术将物理基础设施资源虚拟化为多个相互独立的平行的网络切片，每个网络切片子网在设备、接入网、传输网以及核心网实现逻辑隔离，而每个网络切片又服务于某一具体的业务场景，以满足不同业务场景对带宽、时延、服务质量等差异化要求，从而满足各种垂直行业多样化需求，以增强网络弹性和自适应。比如专利号CN10831038A，公开了一种网络切片资源调度方法及装置，该专利公开的方法结合NWDAF网络数据分析功能对切片中用户数据进行分析，解决现有技术中由于网络切片资源调度过程灵活性较差导致网络切片资源利用率偏低的技术问题。

OAM(Operation Administration and Maintenance)根据运营商网络运营的实际需要，通常将网络的管理工作划分为3大类:操作(Operation)、管理(Administration)、维护(Maintenance)，简称OAM。操作主要完成日常网络和业务进行的分析、预测、规划和配置工作；维护主要是对网络及其业务的测试和故障管理等进行的日常操作活动。在5GS(5GSystem)中，可以把OAM作为一个单独的网元实体，集中式管理5GS中的网络功能实体群NFs(Network Functions)，其中包括CM(配置管理)、PM(性能管理)、FM(错误管理)、CallTrace(用户跟踪管理)和OM(操作管理)等。现有技术中还会采用集中式的OAM实体管理整个5GS网络中的OAM资源，5GS是一个3GPP系统，包括5G-AN(5G接入网)、5GC(5G核心网)、UE(UserEquipment，用户设备)。OAM资源包括网络带宽、内存、硬盘容量和CPU核数等。而OAM是用于解决数据链路层的链路状态管理。但是每个NF的OAM在集中式的OAM实体上使用的是总体的公共资源，不单独为某个NF分配独立的OAM资源，这种情况下，一旦其中一个NF的OAM出现问题就会影响整个5GS中的OAM运行情况。

如果采用现有的虚拟化容器(NFV)技术给一个NF分配一个OAM虚拟资源的方法，虽然可以把每个NF的OAM隔离，降低每个NF的OAM之间故障的影响，但是现在根据TS 3GPP协议标准还没一个具体动态为每个NF分配动态OAM资源的流程和规范，如果采用静态分配NF资源，则每次虚拟OAM资源分配和释放都要人工操作，网络灵活性不高和网络管理效率不高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种5GS中集中式OAM资源分配的方法，旨在实现在5GS对OAM资源动态分配给发出请求消息的网络功能实体NF。

为实现上述目的，本发明提出的5GS中集中式OAM资源分配的方法，适用于OAM资源分配端，包括如下步骤：

S10接收发送端发送的请求消息，其中请求消息中至少包括网络功能实体NF支持的OAM功能；

S20根据网络功能实体NF支持的OAM功能为网络功能实体NF分配单独隔离的虚拟OAM资源；

S30若分配成功，则向发送端发送相应请求成功消息。

优选地，所述OAM资源分配端为OAM宿主机中设置的OAM资源管理模块，所述发送端为网络功能实体NF，，所述请求消息中还包括：当前网络功能实体NF类型，所述S20具体为：

S201根据网络功能实体NF类型获取网络功能实体NF类型所需基础资源数量和其支持的每个OAM功能所需资源数量；

S202计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S；

S203将计算所得的OAM资源总量S与可分配的OAM资源量进行比较，如果可分配的OAM资源量小于计算所得的OAM资源总量S，则发送资源分配失败消息；如果可分配的OAM资源量大于或等于计算所得的OAM资源总量S，则OAM资源管理模块为网络功能实体NF分配OAM虚拟资源。

优选地，所述请求消息中还包括网络功能实体NF类型，所述S202中计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S的计算方法为：

OAM资源管理模块根据注册请求消息中网络功能实体NF类型和其支持的OAM功能进行计算，获取网络功能实体NF需要分配的OAM资源，计算公式如下：

S＝N(NF类型基础资源)+N(OAM功能资源)

N(OAM功能资源)＝N(CM)+N(PM)+N(FM)+...+N(Traces)

N(CM)或N(NF类型基础资源)＝[N(带宽)，N(内存)，N(存储空间),...,N(CPU核数)]，

其中S为分配给网络功能实体NF的虚拟OAM资源总量，N(NF类型基础资源)为网络功能实体NF所需的最小OAM的环境资源，N(OAM功能资源)为该NF支持的所有OAM功能所需资源总量，N(CM)为OAM支持配置管理CM所需的资源数量，N(PM)为OAM支持性能管理PM所需的资源数量，N(FM)为OAM支持错误管理FM所需的资源数量，N(Trace)为OAM支持用户与设备跟踪管理Trace所需的资源数量，N(NF类型基础资源)的每项功能的资源分别由支持计算机运行和网络通信的基础资源，至少包括内存、存储空间、CPU核数和带宽，分别记为N(内存)，N(存储空间)，N(CPU核数)，N(带宽)。

优选地，当所述请求消息为注册请求消息时，所述注册请求消息中至少还包括网络功能实体NF发送心跳消息的心跳时间间隔，所述网络功能实体NF发送的心跳消息中至少包括网络功能实体NF的ID和该网络功能实体NF的运行状态，所述S30之后还包括：

S40若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内接收网络功能实体NF发送心跳消息，则解析心跳消息获取网络功能实体NF的ID，并根据网络功能实体NF的ID查询是否为已注册的网络功能实体NF；

S50若OAM资源管理模块查询为非注册的网络功能实体NF，则抛弃该心跳消息；若OAM资源管理模块查询为已注册的网络功能实体NF，则检查该NF分配的OAM资源运行状态；若该NF的虚拟OAM资源运行状态为正常状态，则向该网络功能实体NF返回心跳应答消息；若该NF的虚拟OAM资源运行状态为故障状态，则释放该NF所分配的虚拟OAM资源并返释放完全消息；

S60若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内没有接收网络功能实体NF发送心跳消息，则会释放分配给该网络功能实体NF的OAM资源且向该网络功能实体NF发送OAM资源释放消息。

优选地，当所述请求消息为去注册消息，所述S30之后还包括：

S70若OAM资源管理模块接收到网络功能实体NF的去注册消息，则判断网络功能实体NF是否为已注册的网络功能实体NF；

S80若网络功能实体NF不是已注册的网络功能实体NF，则抛弃该去注册消息；若网络功能实体NF是已注册的网络功能实体NF，则释放已注册的网络功能实体NF所分配的OAM资源。

本发明还提出一种5GS中集中式OAM资源分配的装置，适用于OAM资源分配端，包括：

接收模块，用于接收发送端发送的请求消息，其中请求消息中至少包括网络功能实体NF支持的OAM功能；

分配模块，用于根据网络功能实体NF支持的OAM功能为网络功能实体NF分配单独隔离的虚拟OAM资源；

响应模块，用于若分配成功，则向发送端发送相应请求成功消息。

优选地，所述OAM资源分配端为OAM宿主机中设置的OAM资源管理模块，所述发送端为网络功能实体NF，，所述请求消息中还包括：当前网络功能实体NF类型，所述分配模块包括：

获取单元，用于根据网络功能实体NF类型获取网络功能实体NF类型所需基础资源数量和其支持的每个OAM功能所需资源数量；

计算单元，用于计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S；

分配单元，用于将计算所得的OAM资源总量S与可分配的OAM资源量进行比较，如果可分配的OAM资源量小于计算所得的OAM资源总量S，则发送资源分配失败消息；如果可分配的OAM资源量大于或等于计算所得的OAM资源总量S，则OAM资源管理模块为网络功能实体NF分配OAM虚拟资源。

优选地，当所述请求消息为注册请求消息时，所述注册请求消息中至少还包括网络功能实体NF发送心跳消息的心跳时间间隔，所述网络功能实体NF发送的心跳消息中至少包括网络功能实体NF的ID和该网络功能实体NF的运行状态，还包括：

查询单元，用于若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内接收网络功能实体NF发送心跳消息，则解析心跳消息获取网络功能实体NF的ID，并根据网络功能实体NF的ID查询是否为已注册的网络功能实体NF；

心跳应答模块，用于若OAM资源管理模块查询为非注册的网络功能实体NF，则抛弃该心跳消息；若OAM资源管理模块查询为已注册的网络功能实体NF，则检查该NF分配的OAM资源运行状态；若该NF的虚拟OAM资源运行状态为正常状态，则向该网络功能实体NF返回心跳应答消息；若该NF的虚拟OAM资源运行状态为故障状态，则释放该NF所分配的虚拟OAM资源并返释放完全消息；

第一释放模块，用于若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内没有接收网络功能实体NF发送心跳消息，则会释放分配给该网络功能实体NF的OAM资源且向该网络功能实体NF发送OAM资源释放消息。

优选地，当所述请求消息为去注册消息，还包括：

判断模块，用于若OAM资源管理模块接收到网络功能实体NF的去注册消息，则判断网络功能实体NF是否为已注册的网络功能实体NF；

第二释放模块，用于若网络功能实体NF不是已注册的网络功能实体NF，则抛弃该去注册消息；若网络功能实体NF是已注册的网络功能实体NF，则释放已注册的网络功能实体NF所分配的OAM资源。

本发明还提出一种5GS中集中式OAM资源分配的系统，包括集中管理OAM资源的OAM宿主机和若干个网络功能实体NF，其中所述OAM宿主机中设置有OAM资源管理模块，OAM资源管理模块根据网络功能实体NF支持的OAM功能将OAM资源动态分配给发出请求消息的网络功能实体NF。

本发明技术方案通过采用NFV技术，让OAM资源分配端为每个网络功能实体NF分配单独的用虚拟化容器隔离开的OAM资源，进一步地，提供网络功能实体NF注册请求消息、心跳消息和去注册消息跟OAM的资源管理模块进行通信，让OAM资源管理模块及时为网络中新增的网络功能实体分配OAM运行所需资源，为故障的NF和去注册的NF释放资源，实现OAM虚拟资源的动态调度。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明所述方法一实施例的方法流程图；

图2为所述S20方法的方法细化流程图；

图3为本发明所述方法另一实施例的方法流程图；

图4为本发明所述方法又一实施例的方法流程示意图；

图5为本发明所述装置模块一实施例的功能模块图；

图6为本发明所述分配模块一实施例的功能模块细化图；

图7为本发明所述装置另一实施例的功能模块图；

图8为本发明所述装置又一实施例的功能模块图；

图9为本发明所述系统一实施例的系统结构图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出的5GS中集中式OAM资源分配的方法，适用于OAM资源分配端，包括如下步骤：

S10接收发送端发送的请求消息，其中请求消息中至少包括网络功能实体NF支持的OAM功能；

S20根据网络功能实体NF支持的OAM功能为网络功能实体NF分配单独隔离的虚拟OAM资源；

S30若分配成功，则向发送端发送请求成功消息，其中请求成功消息中至少包括发送端与OAM资源分配端协商后的心跳时间、所分配的虚拟OAM资源的IP地址和端口号。

在本发明实施例中，如图1所示，本发明技术方案通过采用NFV技术，让OAM资源分配端为每个网络功能实体NF分配单独的用虚拟化容器隔离开的OAM资源。当5GS中的发送端向集中式的OAM资源分配端发出具有网络功能实体NF支持的OAM功能的请求消息时，OAM资源分配端根据网络功能实体NF支持的OAM功能分配OAM虚拟资源，如果资源分配成功则返回请求成功消息。网络功能实体NF支持的OAM功能包括配置管理CM、性能管理PM、错误管理FM、操作管理OM、用户跟踪管理(CallTrace)等，OAM资源分配端集中式的管理OAM资源，对每个请求的网络功能实体NF分配虚拟化单独隔离的OAM资源，以分别管理每个网络功能实体NF运行过程，防止在5GS中某个网络功能实体NF的OAM出现问题而影响整个5GS的OAM系统运行。本发明通过一系列的通信流程配合资源分配，实现OAM资源对每个NF的动态分配。

优选地，所述OAM资源分配端为OAM宿主机中设置的OAM资源管理模块，所述发送端为网络功能实体NF，所述请求消息中还包括：当前网络功能实体NF类型，所述S20具体为：

S201根据网络功能实体NF类型获取网络功能实体NF类型所需基础资源数量和其支持的每个OAM功能所需资源数量；

S202计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S；

S203将计算所得的OAM资源总量S与可分配的OAM资源量进行比较，如果可分配的OAM资源量小于计算所得的OAM资源总量S，则发送资源分配失败消息；如果可分配的OAM资源量大于或等于计算所得的OAM资源总量S，则OAM资源管理模块为网络功能实体NF分配OAM虚拟资源。

在本发明实施例中，如图2所示，本发明在5GS系统中，在OAM资源的宿主机中设置OAM资源管理模块，用于为请求合格的网络功能实体NF分配对应的OAM虚拟资源。OAM资源管理模块获取网络功能实体NF发送的请求消息的网络功能实体NF类型，根据网络功能实体NF类型获取网络功能实体NF类型所需基础资源数量和其支持的每个OAM功能所需资源数量，计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S，获得分配的OAM资源总量S后，和集中式OAM现有的可分配的OAM资源总量进行比较，如果发明可分配OAM资源总量比该总量值小，则因为资源不够，分配资源失败，并返回资源分配失败消息，并在消息中带上该原因值(原因值是一个字符串，说明失败的原因，如可分配虚拟资源不足，NF注册请求消息错误，其他原因错误等)。如果资源足够分配，则OAM资源管理模块为网络功能实体NF分配OAM虚拟资源。

优选地，所述请求消息中还包括网络功能实体NF类型，所述S202中计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S的计算方法为：

OAM资源管理模块根据注册请求消息中网络功能实体NF类型和其支持的OAM功能进行计算，获取网络功能实体NF需要分配的OAM资源，计算公式如下：

S＝N(NF类型基础资源)+N(OAM功能资源)

N(OAM功能资源)＝N(CM)+N(PM)+N(FM)+...+N(Traces)

N(CM)或N(NF类型基础资源)＝[N(带宽)，N(内存)，N(存储空间),...,N(CPU核数)]，

其中S为分配给网络功能实体NF的虚拟OAM资源总量，N(NF类型基础资源)为网络功能实体NF所需的最小OAM的环境资源，N(OAM功能资源)为该NF支持的所有OAM功能所需资源总量，N(CM)为OAM支持配置管理CM所需的资源数量，N(PM)为OAM支持性能管理PM所需的资源数量，N(FM)为OAM支持错误管理FM所需的资源数量，N(Trace)为OAM支持用户与设备跟踪管理Trace所需的资源数量，N(NF类型基础资源)的每项功能的资源分别由支持计算机运行和网络通信的基础资源，至少包括内存、存储空间、CPU核数和带宽，分别记为N(内存)，N(存储空间)，N(CPU核数)，N(带宽)。

优选地，当所述请求消息为注册请求消息时，所述注册请求消息中至少还包括网络功能实体NF发送心跳消息的心跳时间间隔，所述网络功能实体NF发送的心跳消息中至少包括网络功能实体NF的ID和该网络功能实体NF的运行状态，所述S30之后还包括：

S40若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内接收网络功能实体NF发送心跳消息，则解析心跳消息获取网络功能实体NF的ID，并根据网络功能实体NF的ID查询是否为已注册的网络功能实体NF；

S50若OAM资源管理模块查询为非注册的网络功能实体NF，则抛弃该心跳消息；若OAM资源管理模块查询为已注册的网络功能实体NF，则检查该NF分配的OAM资源运行状态；若该NF的虚拟OAM资源运行状态为正常状态，则向该网络功能实体NF返回心跳应答消息；若该NF的虚拟OAM资源运行状态为故障状态，则释放该NF所分配的虚拟OAM资源并返释放完全消息；

S60若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内没有接收网络功能实体NF发送心跳消息，则会释放分配给该网络功能实体NF的OAM资源且向该网络功能实体NF发送OAM资源释放消息。

在本发明实施例中，如图3所示，网络功能实体NF发送的注册消息中携带有NF ID、NF类型、支持的OAM功能、心跳时间间隔和公用陆地移动网络识别号PLMN ID等，当NF向OAM资源管理模块发送心跳消息时，OAM资源管理模块会根据NF ID(NF ID为NF的唯一标准，根据3GPP协议，NF ID为UUID，某个NF在某时刻产生的UUID是唯一值)，判断NF的身份，如果查询找不到该NF，则抛弃该消息，如果找到该NF，则检查该NF的虚拟OAM运行状态是否正常，并把OAM运行状态和负载情况返回给NF并在消息中，如果该NF的虚拟OAM资源运行状态为故障状态，则释放该虚拟OAM资源并返回释放完全消息。

优选地，当所述请求消息为去注册消息，所述S30之后还包括：

S70若OAM资源管理模块接收到网络功能实体NF的去注册消息，则判断网络功能实体NF是否为已注册的网络功能实体NF；

S80若网络功能实体NF不是已注册的网络功能实体NF，则抛弃该去注册消息；若网络功能实体NF是已注册的网络功能实体NF，则释放已注册的网络功能实体NF所分配的OAM资源。

在本发明实施例中，网络功能实全NF向OAM资源管理模块发送的去注册消息中包含该NF的NF ID，OAM资源管理模块收到该消息后，会把该NF的OAM虚拟资源释放，并返回资源释放完全消息。

本发明还提出一种5GS中集中式OAM资源分配的装置，由于本装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其包括：

接收模块10，用于接收发送端发送的请求消息，其中请求消息中至少包括网络功能实体NF支持的OAM功能；

分配模块20，用于根据网络功能实体NF支持的OAM功能为网络功能实体NF分配单独隔离的虚拟OAM资源；

响应模块30，用于若分配成功，则向发送端发送相应请求成功消息。

优选地，所述OAM资源分配端为OAM宿主机中设置的OAM资源管理模块，所述发送端为网络功能实体NF，所述分配模块20包括：

获取单元201，用于根据网络功能实体NF类型获取网络功能实体NF类型所需基础资源数量和其支持的每个OAM功能所需资源数量；

计算单元202，用于计算分配给网络功能实体NF的OAM资源总量S；

分配单元203，用于将计算所得的OAM资源总量S与可分配的OAM资源量进行比较，如果可分配的OAM资源量小于计算所得的OAM资源总量S，则发送资源分配失败消息；如果可分配的OAM资源量大于或等于计算所得的OAM资源总量S，则OAM资源管理模块为网络功能实体NF分配OAM虚拟资源。

优选地，当所述请求消息为注册请求消息时，所述注册请求消息中至少还包括网络功能实体NF发送心跳消息的心跳时间间隔，所述网络功能实体NF发送的心跳消息中至少包括网络功能实体NF的ID和该网络功能实体NF的运行状态，还包括：

查询模块40，用于若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内接收网络功能实体NF发送心跳消息，则解析心跳消息获取网络功能实体NF的ID，并根据网络功能实体NF的ID查询是否为已注册的网络功能实体NF；

心跳应答模块50，若OAM资源管理模块查询为非注册的网络功能实体NF，则抛弃该心跳消息；若OAM资源管理模块查询为已注册的网络功能实体NF，则检查该NF分配的OAM资源运行状态和负载数据，并向该网络功能实体NF发送心跳应答消息，其中心跳应答消息中至少包括该网络功能实体NF所分配的OAM资源运行状态和负载数据；

第一释放模块60，用于若OAM资源管理模块在心跳时间间隔内没有接收网络功能实体NF发送心跳消息，则会释放分配给该网络功能实体NF的OAM资源且向该网络功能实体NF发送OAM资源释放消息。

优选地，当所述请求消息为去注册消息，还包括：

判断模块70，用于若OAM资源管理模块接收到网络功能实体NF的去注册消息，则判断网络功能实体NF是否为已注册的网络功能实体NF；

第二释放模块80，用于若网络功能实体NF不是已注册的网络功能实体NF，则抛弃该去注册消息；若网络功能实体NF是已注册的网络功能实体NF，则释放已注册的网络功能实体NF所分配的OAM资源。

本发明还提出一种5GS中集中式OAM资源分配的系统，包括集中管理OAM资源的OAM宿主机和若干个网络功能实体NF，其中所述OAM宿主机中设置有OAM资源管理模块，OAM资源管理模块根据网络功能实体NF支持的OAM功能将OAM资源动态分配给发出请求消息的网络功能实体NF。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。