网络、基于云的服务器以及针对服务的注册方法与流程

本发明涉及网络、基于云的服务器、以及针对服务对在小小区中驻留的设备进行注册的方法。

背景技术：

正在开发小小区，其提供的服务远远超出一个用户与服务或与另一用户的单纯的连接。这些新服务中的许多利用了小小区中的用户终端设备接近小小区基站的事实，或者小小区内的多个用户终端设备彼此接近的事实。因此，这样的服务可以特定于给定的小小区或小小区组，因此可以被运行在相应的小小区基站上。当然，在小小区基站处执行这样的服务可能受到在处理、存储、大小等方面的本地小小区基站硬件限制的限制，并且可以难以演进以满足不断增长的用户需求。现在虚拟化已经成为可能，人们开始考虑从网络运营方云中的服务器上运行这些服务。一个选项是在服务器上为小小区实例化集装箱(docker)。

从这个意义上讲，集装箱是应用及其库/依赖关系被放置在其中的虚拟容器，以使得该容器可以在运行linux操作系统的服务器上被运行。因此，集装箱的使用可以被认为是linux上的一种操作系统级别的虚拟化。更具体地说，当前可用的集装箱(docker公司，www.docker.com，2015年4月16日，1.6.0版)使用linux内核的资源隔离特性，诸如cgroups和内核命名空间，以允许独立的容器在单个linux服务器内运行。

与传统的虚拟机不同，集装箱容器不需要或包含另行的操作系统。相反，它依赖于linux内核的功能，并使用资源隔离(cpu、内存、块i/o、网络等)和另行的命名空间来隔离操作系统的应用的视图。

通过使用集装箱容器，资源被隔离，服务被限制，并且进程被提供以具有操作系统的大部分私有视图，具有它们自己的进程id空间、文件系统结构和网络接口。多个容器共享相同的内核，但是每个容器被限于仅使用限定的数量的资源，诸如cpu、内存和i/o。

技术实现要素：

读者可以参考所附的独立权利要求。一些优选的特征在从属权利要求中列出。

本发明提供了一种针对服务对驻留在小小区基站提供的小小区中的设备进行注册的方法，小小区基站与基于云的服务器相关联，服务器包括用于控制在该小小区中的服务的集装箱容器，集装箱容器具有集装箱端口，并且该方法包括以下步骤：

该设备发送注册的请求，该请求包括该小小区的小小区标识，

服务器接收请求并且将请求中的小小区标识符与对应的集装箱端口标识符关联，以及

该设备被通知与该小小区相关联的集装箱的集装箱端口标识符。

一些实施例提供了一种寻址与给定小小区相关联的集装箱的方法。

一些实施例提供了在启动集装箱时分配端口号以便将端口号提供给需要注册集装箱所提供的功能的设备的过程。为此，服务器上的端口分配功能跟踪服务器上可用的端口，为每个小区标识符分配一个端口，并且维护为给定小区给出与该给定小区相关联的对应的集装箱化服务器功能端口的映射表。

在一些实施例中，服务器可以在单个服务器机器上运行若干集装箱容器(因此具有相同的因特网协议地址)，然后可以使用该共享的ip地址及其关联的端口号容易地寻址集装箱。以这种方式，用户终端可以容易地寻址在用户终端位于的小小区中提供期望服务的虚拟化服务器。ip地址不会被浪费(如果每个集装箱被指派不同的ip地址，则ip地址会被浪费)。

在一些实施例中，一些小高速缓存设备例如由移动网络运营方部署在小小区内。例如，这些设备可以是直接存取高速缓存(dac)，我们所指的是一些相对较小的高速缓存设备，其能够高速缓存下行链路和/或上行链路数字内容并且例如使用设备到设备连接(例如wi-fi直接)向用户提供该内容。dac可以是“将其贴到墙上”的类型，以便于容易部署。dac可以允许与用户终端的设备到设备通信，并且dac访问可以由在运营方的云中运行的集装箱处理，从而允许部署的容易。

在一些实施例中，当第一dac被安装在小小区中时，集装箱被自动启动。(对于没有提供对应服务的小小区，启动集装箱似乎没有意义，例如，因为尚未有dac被安装在该小小区中)。

在一些实施例中，对于针对服务的用户终端注册，对于dac注册，类似的协议被使用。

在一些实施例中，可以将指示该请求来自dac的字段添加到注册请求中。该请求被发送到处理该dac的服务器的ip地址，并且由端口分配功能在默认端口上接收。端口分配功能跟踪针对哪些小区已经启动了哪些集装箱，如果没有为给定小区启动集装箱，则启动集装箱并且为该集装箱分配端口。如果每个小区有多于一个dac，则只有第一dac的安装会触发针对该小区的集装箱的启动。

在一些其他实施例中，将寻求注册的设备是dac的专用消息被发送。

一些实施例允许基于dac的可用性容易地引导服务器并且启动集装箱以在小小区中提供设备到设备服务。

优选地，服务器检查将集装箱端口和小小区标识符进行关联的映射表，以便于确定与请求中的小小区标识符有关的集装箱端口标识符。

优选地，该服务是设备到设备服务。

优选地，该设备是用户终端。

替代地，优选地，该设备是直接存取高速缓存。优选地，该设备是安装在小小区中的第二直接存取高速缓存或随后的直接存取高速缓存，并且用以注册被安装在小小区中的第一直接存取高速缓存的先前请求触发了用于控制该小小区中的服务的集装箱容器的创建。优选地，第一直接存取高速缓存由触发了集装箱容器的创建的用以注册的对应请求中的专用参数标识为直接存取高速缓存。

替代地，优选地，，第一直接存取高速缓存在触发了集装箱容器的创建的专用消息中被标识为直接存取高速缓存。

本发明还涉及一种基于云的服务器，其被配置为针对服务对在由小小区基站提供的小小区中驻留的设备进行注册，其中服务器包括用于控制该小小区中的服务的集装箱容器，该集装箱容器具有相关联的集装箱端口，

服务器被配置为从设备接收用以注册的请求，该请求包括小小区的小小区标识符，

服务器被配置为确定与请求中所指示的小小区标识符相对应的集装箱端口标识符，以及

该服务器被配置为发送给出与该小小区相关联的集装箱端口标识符的回复。

优选地，服务器包括将集装箱端口和小小区标识符关联的映射表，服务器被配置为根据映射表确定与请求所指示的小小区标识符对应的集装箱端口标识符。

优选地，该服务是设备到设备服务。

优选地，提供包括服务器的网络，其中设备是用户终端。

替代地，优选地，提供包括服务器的网络，其中设备是直接存取高速缓存。优选地，该设备是在小小区中被安装的第二直接存取高速缓存或随后的直接存取高速缓存，并且用以注册被安装在小小区中的第一直接存取高速缓存的先前请求触发了用于控制该小小区中的服务的集装箱容器的创建。优选地，第一直接存取高速缓存由触发了集装箱容器的创建的用以注册的对应的请求中的专用参数标识为直接存取高速缓存。

优选地，服务器是本地接入网络发现和选择功能(local-andsf)服务器。

附图说明

现在将通过举例并参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是示出了根据第一实施例的系统的图，

图2是示出了图1中所示的系统的操作的用于向用户终端设备标识用于用户终端所连接的小小区的所分配的集装箱端口的消息序列图，

图3是示出了根据第二实施例的系统的图，

图4是示出了图3中所示的系统在启动集装箱并且向第一直接存取高速缓存(dac)设备标识该dac所连接的小小区的所分配的集装箱端口的操作的消息序列图，

图5是示出了图3所示系统向第二直接存取高速缓冲存储器(dac)设备标识该dac所连接的小小区的所分配的集装箱端口的操作的消息序列图，

图6是示出了图3所示的系统用于向用户终端设备标识用户终端所连接的小小区的分配的集装箱端口的操作的消息序列图，

图7是被提供用于比较并示出了其中没有dac连接到小小区因此没有集装箱端口被向连接到该小小区的用户终端标识的系统的操作的消息序列图，以及

图8是示出了根据第三实施例的系统用于启动集装箱并向第一直接存取高速缓存(dac)设备标识dac所连接的小小区的所分配的集装箱端口的操作的消息序列图。

具体实施方式

下面依次详细介绍两个主要实施例。顺道描述了一些其他的实施例。

第一示例

如图1所示，在第一网络2中，存在小小区基站4，每个小小区基站包括蜂窝无线(增强型基站、enodeb、enb)功能和wifi(接入点、ap)功能两者。这两个功能中的一个或两个可以用于与相应小小区10内的用户8的用户终端设备6进行通信。

小小区基站4连接到移动网络运营方的云12。小小区基站4经由网络元件(未示出)连接到移动网络运营方的云12。云12包括服务器14，服务器14在该示例中是设备到设备(d2d)服务器。服务器14允许在相同小小区10内的用户终端设备6之间的安全(例如，wifi)连接。

服务器14涉及集装箱16的使用，因此可以被认为是“集装箱化(dockerized)”。

从这个意义上说，集装箱16是应用及其库/依赖关系放在其中的虚拟容器，以使得该容器可以在运行linux操作系统的服务器上被运行。因此，集装箱的使用可以被认为是linux上的一种操作系统级别的虚拟化。更具体地说，当前可用的集装箱(docker公司，www.docker.com，2015年4月16日，版本为1.6.0)使用诸如cgroups和kernel命名空间的linux内核的资源隔离特性，以允许独立容器在单个linux服务器内运行。

服务器14具有ip地址。服务器14可以具有多个启动的集装箱16，其中一个集装箱用于其中服务被提供的每个小小区。每个集装箱16具有由对应的端口号标识的相关联的输入/输出端口20。

ip地址和端口号的组合对于小小区10中的用户终端6用于与该小小区关联的集装箱16的服务提供是有用的。

操作

如图2所示，用户终端6(ue1)到达(步骤a)小小区10中并且连接(步骤b)到小小区基站4(enb1/ap1)。

用户终端ue1寻求向设备到设备(d2d)服务器注册以获得服务，即小小区内的本地设备到设备通信。为此目的，用户终端ue1已经从其初始配置(未示出)或通过域名系统(dns)查询(未示出)已经接收到服务器14的因特网协议(ip)地址和用于访问服务器的默认端口。该注册通过以下步骤完成。

用户终端ue1向服务器14(具体地向服务器14的端口分配功能18)发送(步骤c)包括小小区标识符(cell_id1)的注册请求。

端口分配功能18检查(步骤d)以确定是否存在与该小小区相关联的特定集装箱16，并且如果是，则转发(步骤e)注册请求到正确的集装箱16，并且要么向用户终端回复(步骤f)，要么让特定的集装箱16回复，以便将标识该集装箱16的端口20的端口号给予用户终端ue1以供后续使用。

将小小区映射到集装箱端口

端口分配功能18保存服务器14中的哪个集装箱16(由对应的端口号标识)已被指派给哪个小小区基站(由cell_id标识)的记录。

在启动集装箱16以服务给定的小小区的用户终端6时，服务器14的端口分配功能18搜索(图2中未示出)以确定可用空闲端口并且将一个端口分配给用于该小小区的该集装箱。端口分配功能18然后存储哪个端口被分配给该小小区的记录。

在其它类似的示例(未示出)中，服务器是本地接入网络发现和选择功能(local-andsf)服务器、上行链路(ul)高速缓存服务器、或在本地到小小区基础上提供有用服务的任意其他类型的服务器。

第二示例

如图3所示，在第二网络2'中，存在各自均包括蜂窝无线(增强型基站、enodeb、enb)功能和wifi(接入点、ap)功能两者的小小区基站4'。这两个功能中的一个或两个可以用于与相应小小区10'内的用户8的用户终端设备6'进行通信。为了简化图3，仅示出了三个小小区4'。

小小区基站4'经由网络元件(未示出)连接到移动网络运营方的云12'。

除了小小区基站4'之外，还部署了一些直接存取高速缓存(dac)5，通过其我们指的是一些相对较小的高速缓存设备5，其能够高速缓存下行链路和/或上行链路数字内容并且使用设备到设备的连接(例如wi-fi直连)将该内容提供给用户。dac5是“将其粘到墙上”的类型，因此部署简单。

云12'包括服务器15，其在该示例中是dac服务器。服务器15允许在相同小小区10'内的用户终端设备6之间的安全(例如，wifi)连接。

在该示例中，dac服务器15允许一个或一些用户已经下载的下行链路内容被存储在dac5中，以使得经由wifi直接对于小小区10'中的其他用户可用。在另一类似的示例中，dac服务器15是上行链路高速缓存服务器/调度器。

服务器15涉及装箱17的使用，因此可以被认为是“集装箱化”。集装箱是虚拟的容器，如上文关于图1所示的示例所解释的那样。服务器15在相同机器上运行几个集装箱，所有集装箱共享相同的因特网协议地址，其是服务器的ip地址，所以由集装箱区分具有被指派的对应集装箱端口号的小小区。

在该示例中，第一小小区4'，即enb1/ap1，具有两个关联的dac5，即dac1和dac2，如图3所示。存在针对这两个dac运行的一个集装箱17a。

此外，第二小小区4'，即enb2/ap2，具有两个相关的dac5，即dac3和dac4，也如图3所示。存在针对这两个dac运行的一个集装箱17b。

所示出的第三小小区4'，即enb3/ap3，不具有dac，因此没有在服务器15上运行的相关联的集装箱。

在服务器15中，端口分配功能18'包括哪个集装箱端口映射到哪个小小区的记录表19。表格19将小小区标识符(小区id)与相关联的集装箱端口进行关联。

建立集装箱

如图4所示，集装箱17的启动是在小小区中的第一直接存取高速缓存(dac)的服务器处注册的一部分。

在该示例中，最初没有安装dac，所以没有提供dac服务集装箱。然后在连接到其无线功能enb1的第一小小区4'处安装(步骤a')第一dac(即dac1)。

dac(dac1)被附着(步骤b')到小小区(通过蜂窝电信，因为dac包括订户身份模块(sim)卡。

在另有的类似的替代示例(未示出)中，第一dac被代之以连接到小小区的wi-fi功能ap1。在第二另有的类似的替代示例(未示出)中，第一dac通过线缆连接到小小区。

dac(dac1)然后通过制定并且发送(步骤c')注册请求消息来尝试在服务器15处注册。

该注册请求消息包括dac1的位置，即其小小区标识符(cell_id)。该消息还包括指示设备性质的字段(设备-类型＝dac)，使得服务器15识别出服务器15必须在该小小区中针对该服务启动集装箱17a。

该注册消息被发送到在服务器15的默认端口上要被接收的服务器的ip地址。

端口分配功能18检查(步骤d')没有已经启动的、与该小小区标识符(cell-id)相关联的集装箱，并且根据设备_类型＝dac字段来确定(步骤e')在该小小区中提供dac服务是期望的。

端口分配功能18启动(步骤f)集装箱(集装箱enb1)17a并且向该集装箱17a转发(步骤g')该注册请求消息。

集装箱17a使用包括集装箱端口号的注册响应进行回复(步骤h')。该消息由dac1接收并且在此后用于(步骤i')将dac与在与该服务有关的后续消息中的集装箱端口进行关联。

在服务器处的第二和后续的直接存取高速缓存的注册

如图5所示，在与dac1相同的小小区中安装第二dac(dac2)(步骤m)。

该第二dac(dac2)被附着(步骤n)到小小区(通过蜂窝电信，由于dac包括订户身份模块(sim)卡。

dac(dac2)然后通过制定和发送(步骤o)注册请求消息来试图在服务器15处注册。该注册请求消息包括dac2的位置，即其小小区标识符(cell_id)。该消息还包括指示设备性质的字段(设备-类型＝dac)。

端口分配功能18确定(步骤p)：已经存在与用于dac服务的小小区标识符(小区-id)相关联的集装箱(设备-类型＝dac)

端口分配功能18向该集装箱17a转发(步骤r)注册请求消息。

集装箱17a使用包括集装箱端口号的注册响应进行回复(步骤s)。该消息由dac1接收，并且随后用于(步骤t)将dac与在与该服务有关的后续消息中的集装箱端口进行关联。

注册集装箱化服务的用户终端

如图6所示，第一用户终端ue1到达小小区4'(enb1/ap1)并且因此切换/附着(步骤a1)到小小区。

用户终端ue1通过制定和发送(步骤b1)注册请求消息来尝试在服务器15处注册。该注册请求消息包括用户终端的位置，即其小小区标识符(cell_id)。

端口分配功能18确定(步骤c1)存在与用于dac服务的小小区标识符(cell-id)相关联的集装箱17a。因此，端口分配功能18向该集装箱17a转发(步骤d1)注册请求消息。

集装箱17a使用包括集装箱端口号的注册响应进行回复(步骤e1)。该消息由用户终端ue1接收，并且随后被用于(步骤f1)将dac与在与该服务有关的后续消息中的集装箱端口进行关联。

寻求注册不可用的集装箱化服务的用户终端

图7是为了完整而被呈现的。

如图7所示，用户终端ue1变为连接到(步骤a2)针对其没有直接存取高速缓存并因此针对其不提供dac服务的小小区4'，即enb3/ap3。

用户终端ue1通过制定并且发送(步骤b2)注册请求消息来尝试在服务器15处注册。该注册请求消息包括用户终端的位置，即其小小区标识符(cell_id)。

端口分配功能18确定(步骤c2)不存在与用于dac服务的小小区标识符(cell_id)相关联的集装箱，并且注册请求不是来自尝试启动相关联的集装箱的dac本身。因此，端口分配功能18使用服务不可用的响应进行回复(步骤d2)。

设立集装箱的替代方案

在与参照图3至图7所描述的类似的实施例中，不是使用专用字段来指示它是用以注册的dac请求，而是可以代之以使用专用消息。

如图8所示，集装箱启动是作为在服务器处的第一直接存取高速缓存(dac)的注册过程的一部分发生。

在这个示例中，最初没有安装dac，所以没有提供dac服务集装箱。然后在连接到其无线功能enb1的第一小小区4'处安装(步骤a3)第一dac(即dac1)。

dac(dac1)附着(步骤b3)到小小区(通过蜂窝电信，因为dac包括订户身份模块(sim)卡。

dac(dac1)然后通过发送(步骤c3)包括dac1的位置[即，其小小区标识符(cell_id)]的dac-集装箱建立请求来通知其存在。

端口分配功能18检查(步骤d3)没有已经启动的、与该小小区标识符(cell_id)相关联的集装箱并启动(步骤e3)集装箱(集装箱enb1)17a。

集装箱17a使用包括集装箱端口号的建立响应进行回复(步骤f3)。该建立消息由dac1接收(步骤g3)。

在进一步的握手过程中，dac1经由所指示的集装箱端口向dac服务器15中现在启动的集装箱17a发送(步骤h3)另一注册请求。集装箱17a回复(步骤i3)，以向dac1给出注册参数。

在随后的后续消息中，在设立响应消息中被指示的集装箱端口号也被使用(步骤j3)以将dac与和该服务有关的集装箱进行关联。

一些其他示例

在不脱离其必要特征的情况下，本发明可以以其他具体形式来体现。

如上所述，服务器可以是d2d服务器、dac服务器、本地接入网络发现和选择功能(local-andsf)服务器、上行链路(ul)高速缓存服务器或与本地到小小区基础上提供有用服务的任意其他类型的服务器。

在一些示例中，小小区基站可以使用wifi功能，因此作为接入点。正在寻求注册服务的小小区中的设备，例如用户终端或直接存取高速缓存，以wifi位置的形式(即ssid和bssid)发送小小区标识符。ssid表示服务集合标识，并且bssid表示基本服务集合标识。服务器接收请求并且将该小小区标识符与对应的集装箱端口号进行关联。

所描述的实施例在所有方面仅被认为是示意性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都将被涵盖在其范围内。

本领域技术人员将容易认识到，可以通过编程的计算机执行各种上述方法的步骤。一些实施例涉及程序存储设备，例如数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的并且对机器可执行程序或计算机可执行指令程序进行编码，其中所述指令执行上述方法的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器、或光可读数字数据存储介质。一些实施例涉及编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。