本申请要求2015年11月13日提交的no.62/255,102美国临时专利申请、2015年12月18日提交的no.62/269,691美国临时专利申请、2016年4月8日提交的no.62/320,262美国临时专利申请、2016年5月16日提交的no.62/337,122美国临时专利申请、2016年7月5日提交的美国临时专利申请no.62/358,498和2016年11月10日提交的序列号为15/348,730的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本发明涉及网络通信领域，并且尤其涉及用于实现网络切片管理的系统和方法。
背景技术：
通过诸如网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualization，nfv)和软件定义网络(softwaredefinednetworking，sdn)的技术实现的通信网络可以被灵活地组织，以满足各种客户需求。在构建先进网络，诸如那些支持无线网络(包括下一代无线，例如，所谓的第五代(fifthgeneration，5g)网络)中的未来发展的网络时，网络切片提供了创建隔离的虚拟网络的能力，其中不同的业务流可以通过这些虚拟网络传播。网络切片为每个切片提供了灵活性和适应性的特性。这使得切片能够各自具有根据不同服务的特定需求而定制的特性。这使得多个不同的服务能够由单个网络基础设施池支持，这是5g网络的期望特征。然而，以潜在的大型网络规模管理可变的且相互矛盾的需求是一件复杂的事情，这需要有效的架构及其管理。当需要多种不同类型的服务时，管理不同需求的问题变得更加严重。迄今为止，还没有人开发出一种标准化的架构来管理移动网络中的不同切片。
提供此背景信息是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。并不必然旨在承认，也不应当被解释为，任何前述信息构成了与本发明对立的现有技术。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种用于网络切片操作的方法和装置。
根据本发明实施例，提供了一种生成网络切片的方法。该方法包括：网络切片编排器(networksliceorchestrator，nwso)从网络切片管理器(networkslicemanager，nwsm)接收新网络切片的请求，该nwso向该新网络切片添加新服务，该nwso为该新网络切片确定网络切片描述符(networkslicedescriptor，nwsd)，该nwso向资源编排器(resourceorchestrator，ro)发送用于使用增强型网络功能虚拟化管理和编排(enhancednetworkfunctionvirtualizationmanagementandorchestration，e-mano)对该网络切片进行实例化的请求。
根据本发明实施例，提供了一种修改网络切片的方法。该方法包括：nwso从nwsm接收向网络切片添加新服务的请求，该nwso向该网络切片添加新服务，该nwso为具有所添加的服务的该网络切片确定nwsd，以及该nwso向ro发送用于使用e-mano对该网络切片上的该添加的服务进行实例化的请求。
根据本发明实施例，提供了一种终止网络切片的方法。该方法包括：nwso从nwsm接收终止网络切片的请求，该nwso确定终止子网，以及该nwso向ro发送用于终止切片专用网络功能(nf)的请求。
附图说明
根据下面的详细描述，并结合附图，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见，其中：
图1示出了根据本发明一个实施例的网络切片管理和编排架构的概览；
图2以流程图示出了由网络切片管理器处理网络服务请求的方法；
图3更加详细地示出了网络切片管理和编排架构的一个示例的概览；
图4更加详细地示出了网络切片管理和编排架构的另一个示例的概览；
图5示意性地示出了配置给不同切片的物理网元内的逻辑资源；
图6示意性地示出了由vim管理的nfvi-pop内的虚拟机池；
图7示出了专用网络资源如何能够由多条物理路径组成；
图8示出了网络切片信元；
图9示出了网络切片子网组件的示例；
图10示出了网络切片的示例；
图11示出了nwsd信元(informationelement，ie)的一个示例；
图12a和图12d示出了nesdie的可替代示例；
图13以组件图示出了由nwsm实现的切片专用nf的策略配置的一个示例；
图14示出了网络切片的一种实现方式，其示出用于具有公共和切片专用功能的网络切片的控制平面接口；
图15以框图示出了用于具有公共和切片专用功能的网络切片的控制平面接口；
图16以流程图示出了根据本发明一个实施例的用于生成网络切片的方法；
图17以消息流程图更加详细地示出了生成网络切片的方法；
图18以流程图示出了根据本发明一个实施例的修改网络切片的方法；
图19以消息流程图更加详细地示出了修改网络切片的方法；
图20以流程图示出了根据本发明一个实施例的终止网络切片的方法；
图21以消息流程图更加详细地示出了终止网络切片的方法；以及
图22以框图示出了可以用于实现本文中所公开的设备和方法的计算系统。
应该注意的是，在所有附图中，相同的特征由相同的附图标记标识。
具体实施方式
本发明实施例针对用于在电信网络中实现网络切片的系统和方法。
如本文中所使用的，“网络”或“通信网络”可以服务于各种设备，包括但不必限于无线设备。这样的网络可以包括无线电接入部分和回程部分。该网络还可以包括将在本文中显而易见的各种虚拟化组件。一个这种网络的主要示例是5g网络，其可被重新配置并且能够进行如下所述的网络切片。
网络切片与网络(例如，无线设备可接入的5g通信网络)按需提供多个逻辑网络切片的能力有关，其中每个网络切片操作为基本上分离的网络，以用于需要不同要求的不同市场场景。每个网络切片的性能和操作参数可以根据服务要求定制。该网络切片的配置可以以软件定义网络、网络功能虚拟化和网络编排为基础。
网络切片是指一种用于分离不同类型的网络流量的技术，其可以在可重新配置的网络架构(例如，采用网络功能虚拟化(networkfunctionvirtualization，nfv)的网络)中使用。(在题为“对新服务与市场技术推动者的研究”的3gpptr22.891中定义的)网络切片是逻辑网络功能(networkfunctions，nf)的集合，这些逻辑功能支持特定网络服务的通信服务要求。网络切片的一个用途是用于核心网中。通过使用网络切片，不同的服务提供商可以拥有运行在同一组物理网络和计算资源上的不同的核心网。这也可以用来创建专用于特定类型的网络流量的虚拟网络。应该理解的是，本论述并不旨在排除将网络切片应用于无线电接入网络(radioaccessnetwork，ran)的无线电接入边缘，这可以使用特定的功能性来支持多个网络切片或不同网络切片的资源分区。为了提供性能保证，该网络切片可以彼此隔离，以使一个切片不对其他切片产生负面影响。该隔离并不限于不同类型的服务，还允许运营商部署同一网络分区的多个实例。
网络切片允许分别针对不同的网络服务进行分离的网络切片的实例化。这允许通过将每个流量类型分配给不同的切片使得不同类型的流量彼此隔离。每个切片都可以具有根据其所承载的业务流的需求而定制的特性。这些需求可以包括不同的分组处理要求、不同的服务要求以及不同的服务质量(qualityofservice，qos)要求。对应于不同的池化资源的配置的不同网络切片可以向不同的客户或客户群提供不同的服务。不同的服务可以由不同的网络切片(网络切片可以被认为是一种定制的虚拟网络)支持，其中从客户的角度来看，该不同的网络切片(即，不同的定制的虚拟网络)基本上是彼此分离的，尽管它们可以共享公共物理网络资源。该池化资源可以是商用现成硬件组件，其能够通过诸如nfv的虚拟化方法进行配置，以便支持用于支持网络切片的操作的各种网络功能性。
nfv框架可以用于定义多个虚拟网络功能(virtualnetworkfunctions，vnf)，每个虚拟网络功能可以包括实现通信网络操作的功能。例如，vnf可以提供路由器、交换机、网关、防火墙、负载均衡器、服务器等中的任何一个的功能。该网络功能是虚拟化的，意指其可以利用一组虚拟资源。即，根据单个物理资源池，存储、处理和网络连接性的配置可以呈现为虚拟处理器、存储器和网络接口。虽然专用硬件可以用于每个功能，但是物理功能的虚拟表示可以被呈现给切片内实体。由此，可以使用可用的虚拟资源根据需要在一个或多个处理网元上对vnf进行实例化。在例如2013年10月的题为“网络功能虚拟化(nfv)；用例”的etsigsnfv001，以及2013年10月的题为“网络功能虚拟化(nfv)；架构框架”的etsigsnfv002中描述了nfv架构。可以跨多个处理网元对vnf进行实例化，其中至少两个处理网元位于网络内的不同的物理位置。因此，vnf可以以协调的方式“延伸”跨越多个物理处理网元，以提供功能的物理扩展。
可以在切片中提供的网络服务的示例可以包括，例如：一种服务，例如，移动宽带(mobilebroadband，mbb)服务(或增强型mbb(enhancedmbb，embb)服务)，其可适用于下载和浏览网站，但超低延迟和相对较高的可靠性保证(其可能需要传输信道中的冗余)通常不被视为其关键特征；另一种服务，例如，服务于不需要移动性支持(例如，用于智能仪表)的设备的机器类型通信(machinetypecommunication，mtc)服务；以及另一种服务，例如，关键的移动机器类型通信服务(例如，用于可能在紧急情况下或向移动救护车、智能电网等提供实时医疗保健信息的电子健康/移动健康)，其需要移动性支持。关键的机器类型通信服务可能需要超可靠低延迟(ultra-reliablelowlatency，urll)连接。
图1示出了根据本发明一个实施例的网络切片管理和编排架构100的概览。在网络架构100内，可以有网络切片管理器(networkslicemanager，nwsm)110、至少一个公共控制平面(commoncp，公共cp)子网120、一个或多个切片专用子网130、网络切片编排器(networksliceorchestrator，nwso)140和网络切片实例(networksliceinstance，nws)储存库150。该公共cp子网120可以与多个切片专用子网130关联(即，许多切片专用子网130共享一个公共cp子网120的一对多布置)。应该理解的是，公共cp网络是可用于多个不同的子网的网络，尽管在某些时间点它可能仅被单个子网使用。另外，可以存在多个公共cp子网120，每个公共cp子网120与至少一个切片专用子网130关联(即，至少一个切片专用子网130的每个独立集合共享它们各自所关联的公共cp子网)。可替代的架构和组合可以包括该公共cp子网120和切片专用子网130之间的多对多或多对一的关系。
该nwsm110管理网络切片的生命周期，包括该切片的实例化/生成、修改/更新和终止。该公共cp子网120也可以被称为公共cp子切片或公共cp功能集合，并且其可以包括cp网络功能，该cp网络功能可以被多个网络切片共用(即被其共享)。应该理解的是，在某些时间点，公共cp网络功能只能被单个切片使用，但仍可供其他切片使用。该切片专用子网130也可以被称为切片专用子切片或切片专用功能集合。切片专用cp子网130包括用户平面(userplane，up)，以及可选地，专用于特定网络切片的cp网络功能。网络切片可以被定义为一个公共cp子网120和一个切片专用cp子网130的组合。一些网络切片可以包括多个具有切片专用子网130的公共cp子网120。用于该公共cp子网120和该切片专用子网130的网络管理功能可以被包括在由公共和切片专用nf形成的切片内。或者，该网络管理功能可以在该网络切片外部。该nwso140可以用于为每个网络切片预留或提供资源(计算、存储和网络)，以便在切片之间存在资源隔离。该nwso140可以为每个切片分配指示资源分配下限的配额。该网络切片实例储存库150可以体现在可用网络切片实例的数据库和关于这些网络切片实例上的服务的订户简档信息内。
图2以流程图示出了由nwsm110处理网络服务请求的方法(200)。该方法包括：该nwsm110接收来自客户(例如，服务提供商)的终端用户网络服务请求(210)。该nwsm110确定所请求的网络服务是否能够被已经存在的网络切片容纳(220)。如果该服务能够被容纳在现有切片中，则该nwsm110向该nwso140发送该网络切片的标识符，并请求更新该网络切片以包括该请求的网络服务(230)。如果该服务不能被容纳在现有切片中，或者如果该网络服务请求指定了新切片的请求，而不管是否存在合适的现有切片，则(220)中的判定转到(240)。当该服务将被容纳在新的切片中时，该nwsm110向该nwso140发送新的网络切片请求(240)。该nwso140为新的网络切片生成新的网络切片描述符(networkslicedescriptor，nwsd)或者更新现有nwsd，以包括该请求的网络服务。该nwso140将新的或更新后的nwsd传递给资源编排器(resourceorchestrator，ro)，以对新服务进行实例化。当该nwsm110接收到新创建/更新后的网络切片的nwsid时(250)，该nwsm110向请求客户发送确认(260)。该确认可以包括新的nwsid或代表该nwsid的标识符。该确认可以包括该请求的网络服务的服务标识符。其他步骤可以添加到该方法(200)中。
图3更加详细地示出了网络切片管理和编排架构100的一个示例的概览300。该nwsm110可以实现为运营支撑系统/业务支撑系统(operationalsupportsystem/businesssupportsystem，oss/bss)315的一部分。该公共cp子网120包括网络管理器(networkmanager，nm)(公共nm)321、网元管理系统(elementmanagementsystem，ems)(公共ems)322、以及可被跨多个切片共享的cp网络功能(networkfunction，nf)(公共cpnf)323。网络切片专用子网130包括连接到虚拟网络功能(virtualnetworkfunction，vnf)333的一个或多个网络切片ems332。该nwso140连接到增强型nfv管理和编排(enhancednfvmanagementandorchestration，e-mano)系统360。该e-mano360包括网络功能虚拟基础设施(networkfunctionvirtualinfrastructure，nfvi)361、虚拟网络功能管理器(virtualnetworkfunctionmanager，vnfm)362和虚拟基础设施管理器(virtualinfrastructuremanager，vim)363。该vim363连接到网络功能虚拟基础设施(networkfunctionvirtualinfrastructure，nfvi)370。
该oss/bss315包括服务提供商用于运营其业务的管理平面系统/应用。这些可以包括收费、计费和其他此类网络管理功能。
该公共nm321能够包括用于该公共cp子网120的一个或多个网络管理功能。该公共ems322管理该公共cp子网120所使用的网元。该公共cpnf323包括该公共cp子网120所使用的网络功能的集合。应该理解的是，被当作公共的功能可以被一个以上的网络切片使用。并不要求任何一个公共功能被所有网络切片共用(即被其共享)，也不要求任何一个公共功能在任何时候都被一个以上的网络切片使用。
该切片专用nm331包括用于该切片专用cp子网130的一个或多个网络管理功能。该切片专用ems332管理该切片专用cp子网130所使用的物理网络功能(physicalnetworkfunction，pnf)和/或vnf333。每个vnf333可以对应于使通信网络得以运行的功能的集合。例如，vnf333可以提供路由器、交换机、网关、防火墙、负载均衡器、服务器等的功能。如上所述，该功能是虚拟化的，意指其可以利用一组虚拟资源(即，根据单个物理资源池，存储、处理和网络连接性的配置可以呈现为虚拟处理器、存储器和网络接口)。虽然专用硬件可以用于每个功能，但是可以创建每个切片中该物理功能的虚拟表示。由此，可以使用可用的虚拟资源根据需要对vnf333进行实例化。
公共nm功能321负责多个网络切片的生命周期管理(例如，在公共cp子网内该nf的缩小/扩大)。切片专用nm功能331负责单个切片的生命周期管理(例如，在切片专用子网内该nf的缩小/扩大)。在可替代的实施例中，该公共nm功能321和该切片专用nm功能331可以是不同的nm功能，或者它们可以是同一nm功能的一部分。
在某些方面，可以跨多个处理网元对该vnf333进行实例化，其中至少两个处理网元位于不同的物理位置。因此，该vnf333可以以协调的方式“延伸”跨越多个物理处理网元。
该e-mano360可用于对必要的网络功能组件进行实例化，以便适当地提供由网络服务请求标识的服务。
该nfvo361可以被认为与资源编排器(resourceorchestrator，ro)类似。该nfvo361可以执行与切片的服务配置相关的多个功能。该nfvo361可以确定每个vnf实例将被实例化的存在点(pointofpresence，pop)。此外，该nfvo361可以负责通过适当的vim363来预留资源(例如，计算、存储和网络/连接性资源)或发送指令以预留资源。该nfvo361还与该vim363和该vnfm362交互以对该vnf进行实例化。该nwso140与该nfvo361通信以便为每个网络切片配置资源。该nfvo361可以被配置为通过与vim功能363的交互来协调、授权、创建和修改网络切片。在该nfvo361和该vim功能363之间的交互中，该nfvo361向该vim功能363发送请求，并且该vim功能363将响应发送回该nfvo361。该nwso140还可以被配置为通过与该nfvo361的交互来创建端到端网络切片。在该nwso140和该nfvo361之间的交互中，该nwso140向该nfvo361发送请求，并且该nfvo361将响应发送回该nwso140。
该vnfm362可以被配置为管理vnf333的操作和生命周期。例如，该vnfm362可以创建、维护和终止vnf333实例，其可以安装在由该vim363创建和管理的虚拟机上。该vnfm362也可以被配置为向该vnf333提供故障、配置、计费、性能和安全管理(fault,configuration,accounting,performanceandsecuritymanagement，fcaps)。此外，该vnfm362可以被配置为按比例增加或减少一个或多个vnf333，这可以增加和减少对位于该vnf333被实例化的物理节点处的处理器的使用。该vnfm362也可以是缩小和扩大vnf，这导致vnf实例的实例化或终止。每个vnfm362可以管理一个单独的vnf333，或单个vnfm362功能可以管理多个vnf333。
该vim363可以被配置为管理该nfvi370。在使用这种nfv架构的特定网络中，可以有多个vim363功能。该网络中的每个vim363功能都可以负责管理其各自的nfvi370。该vim363可能能够记录分配给该网络切片的网络切片id(networksliceid，nwsid)和资源配置配额。该配额指定计算、存储和网络资源。它也可以包括接入无线电资源。
该nfvi370可以包括nfv环境中的物理基础设施、虚拟资源和软件资源。例如，物理基础设施可以包括服务器、存储设备等，虚拟资源可以包括虚拟机。
图4更加详细地示出了网络切片管理和编排架构100的另一个示例的概览400。该架构400包括：包括该nwsm110的该oss/bss315，该nwso140，该nws储存库150，包括该nfvo361、该vnfm362和vim363的该e-mano360，以及该nfvi370。该公共cp子网120包括该公共ems322和该公共cpnf323。该切片专用子网130包括该切片专用ems332和切片专用nf433。
在该示例中，该公共nm321和该切片专用nm331功能不是独立的功能，而是位于该nwsm110中的。而且，该示例示出了每个切片如何可以具有一个切片专用ems332，其管理切片专用nf433中的vnf333的集合。该切片专用nf433是位于各个网络切片上以提供up功能性的网络功能，以及可选地，是一些专用于单个网络切片的cp功能性。
可以为每个网络切片配置专用的资源(例如，计算、存储和网络)。虽然提到“专用的”资源，但是应该理解的是，也可以使用术语“分离的”或“隔离的”。还应该理解的是，物理网元仍然可以在切片之间共享，但是这些网元内的逻辑资源可以被配置给不同的切片(例如，通过在不同切片中将物理网元表示为仅具有配置给该切片的资源和容量的网元的虚拟化版本)。图5提供了这种配置的示意性图示500。这里，具有pop1571和pop2572的nfvi370与网络切片a510和网络切片b520共享。具体而言，pop1571提供用于实例化vnf1(其是切片a510内的网元)和vnf4(其是切片b520内的网元)的资源。类似地，pop2572托管切片a510中的vnf2和切片b520中的vnf5。网络资源可以专用于网络切片，以保证最低比特率。这在概念上类似于在第四代(fourthgeneration，4g)网络中创建的专用承载，例如，符合长期演进(longtermevolution，lte)标准的承载。因此，可以为每个切片预留资源，使得逻辑链路a1576被配置用于切片a571内的vnf1和vnf2之间的通信，而逻辑链路b1577被配置用于切片b520内的vnf4和vnf5之间的通信。逻辑链路表示每个切片的专用虚拟路径/链路。
除了网络连接性资源之外，还可以将计算和存储资源配置给特定切片。例如，可以将最小量的资源专用于切片，并且还可以配置额外的资源(如果可用)。图6是由vim363管理的nfvi-pop内的虚拟机(virtualmachines，vm)池610的示意性图示600。可以在一个或多个vim363处为网络切片预留计算和存储资源。当资源被预留时，它不能被配置给另一个网络切片或被另一个网络切片使用。因此，所预留的vm(reservedvm，rvm)620是已经专用于切片的vm，并表示其他切片不可用的资源。网络切片可以使用比所预留的数量多，且达到指定配额的vm。一般不保证也不预留该配额。然而，可以请求该配额，并且如果可用，可以将该配额配置给该切片。在这个示例中，存在三个附加的可用vm(vmavailable，avm)630，用于配置给切片。一个或多个vm被配置给用于每个网络切片的转发图(forwardinggraph，fg)中的每个vnf。
图7是根据本发明一个实施例的专用网络资源如何能够由多条物理路径组成的图示700。该专用网络资源可以包括多条物理路径735、多条物理路径745。网络切片专用流管理器(flowmanager，fm)功能710结合sdn控制器(sdncontroller，sdn-c)720将来自切片的流配置到多个物理路径735、多个物理路径745上。例如，该sdn-c720通过路径735向中间节点730发送cp消息。通过路径745发送pop740之间的数据平面消息。应该理解的是，该中间节点(例如，路由器)730以及它们的容量可以在切片之间共享。但是，得保证切片的预留比特率。如果没有来自其他切片的其他流量，则吞吐量可能会更高，但是在一些实施例中，所配置的网络资源不能超过用于该网络切片的指定配额。
图8提供了网络切片网元的图示800。网络切片描述符(networkslicedescriptor，nwsd)815表示用于网络切片的模板。该nwsd815可以是网络切片目录(networkslicecatalogue，nwsc)810的一部分，其中该nwsc810包括用于使用nwsd815描述的预定义网络切片的模板。或者，该nwsd815可以是包括网络服务描述符(networkservicedescriptor，nsd)821的网络服务目录的一部分，其中该nsd821是用于对该网络服务进行实例化的部署模板。该nsd821包含虚拟网络功能转发图(virtualnetworkfunctionforwardinggraph，vnffg)，其定义了提供所请求的服务所需要的网络功能的集合。该vnffg包含网络转发路径(networkforwardingpath，nfp)，其定义了例如将由vnf333的集合执行的一系列动作，以便提供该请求的服务。该网络服务目录也可以包括vnffg描述符(vnffgdescriptor，vnffgd)822和虚拟链路描述符(virtuallinkdescriptor，vld)823。两种目录都为该e-mano360提供了输入参数。为了便于更快地进行实例化，可以使用由网络切片支持的网络服务来预先配置基本网络切片。该nwsd815提供标识符的集合，其描述切片或指出能够获得切片信息的位置。pnf描述符(pnfdescriptor，pnfd)840和包括vnf描述符(vnfdescriptor，vnfd)831的vnf目录830也可以向该e-mano360提供输入参数。该e-mano360也可以访问以储存库集合的形式存在的nfv实例850，其中该储存库集合包括网络切片储存库(networkslicerepository，nwsr)851、网络服务储存库(networkservicerepository，nsr)852、vnffg储存库(vnffgrepository，vnffgr)853、虚拟链路储存库(virtuallinkrepository，vlr)854、vnf储存库(vnfrepository，vnfr)855和pnf储存库(pnfrepository，pnfr)856。
该nwsd815可以包括网络切片id(networksliceid，nwsid)、网络切片类型(例如，mbb、超可靠低延迟(ultrareliablelowlatency，urll)等)和nfv实例储存库id(即，将etsinfv定义扩展到每个网络切片的独立储存库)。该nfv实例储存库包含在切片内被实例化的所有vnf333和网络服务(即，nwsid的列表)的列表。或者，可以扩展现有的nfv实例库，以指示相关联的网络切片。该nwsd815可以进一步指示用于计算、存储和网络的资源预留信元(informationelement，ie)。资源被提交到该网络切片，但仅在有实例化请求时才被配置。资源预留可以由该nwso140执行。该nwsd815可以进一步指示用于计算、存储和网络的资源配额ie。该资源配额ie可以包括允许切片的最大数量的vm或vim(例如，vim363)中允许的资源的百分比。该资源配额可以由该nwso140配置。该vim363保证在配置资源时不违反资源配额。
图9示出了示例性网络切片子网组件的集合900。每个网络切片组件910、920、930、940、950包括一个或多个vnf和vnf之间的连接。网络服务描述符1(networkservicedescriptor1，nsd-1)910和nsd-4940是公共cp子网的示例。nsd-2920、nsd-3930和nsd-5950是切片专用子网。包括该公共cp子网之一和该切片专用子网之一的网络切片可以被实例化。
根据图9的网络切片组件，图10示出了网络切片1000的示例。网络切片1010包括nsd-1910和nsd-2920。网络切片1020包括nsd-1910和nsd-3930。网络切片1010和网络切片1020均共享公共cp子网nsd-1910。网络切片1030包括nsd-4940和nsd-5950。
图11示出了nwsd信元(informationelement，ie)1100的一个示例。该nwsdie包括元素标识符及其描述的列表。例如，nwsdie1100包括nwsid、通过网络服务id(networkserviceid，nsd)描述的公共子网、通过nsd描述的切片专用子网、公共子网端点和切片专用子网端点。如果没有网络切片被实例化，则对于该网络切片1010，该nwso140将对该公共cp子网910和该切片专用子网920进行实例化。对于网络切片1020，如果网络切片1010已经被实例化，则该公共cp子网910可以被更新，并且第二切片专用子网被实例化。针对该公共cp子网120的更新可以包括增加配置给该公共cp子网120中的nf的资源(即，etsinfv中定义的增加过程)，以容纳新切片上的附加业务。
图12a和图12b示出了nesdie的可替代示例。图12a的nwsdie1210示出了nwsid和网络切片转发图(networksliceforwardinggraph，nwsfg)id。图12b示出了在图12a的nwsdie中引用的nwsfgie1220的一个示例。该nwsfgie包括nwsfgid、描述公共子网的nsd和描述切片专用子网的切片专用nsd。
图12c以ie图表示出了nwsd1230的另一个示例。图12c的nwsdie示出了id，用于网络切片描述符的id；类型，用于网络切片类型(例如，mbb、urll等)；作为该网络切片的一部分的一个或多个nsd；res_quota，表示将为该网络切片类型(可以是每个vim)预留的所需资源(百分比或数量)；以及资源_配额，表示用于该网络切片类型(可以是每个vim)的资源配额(百分比或数量)。基数表明，除了该nsd之外，每个ie只有一个元素。
图12d以ie图表示出了与图12c的nwsdie相对应的网络切片实例记录1240的一个示例。图12d的记录示出了id，用于网络切片实例的id；类型，用于网络切片类型(例如，mbb、urll等)；作为该网络切片的部分的一个或多个网络服务记录(networkservicerecords，nsr)；资源_预留，表示为该网络切片实例(可以是每个vim)预留的资源；以及资源_配额，表示用于该网络切片实例(可以是每个vim)的资源配额。基数表明，除了该nsr之外，每个ie只有一个元素。
考虑到公共物理网络资源的集合，网络切片为具有不同qos要求的不同服务提供了定制的处理方式。在网络切片中，资源将被配置，以使得由一个切片支持的服务不受由其他网络切片支持的服务的负面影响。为了避免一个切片对其他切片的负面影响，可以强制执行网络切片之间的资源隔离。可以通过经由配置管理在网络切片之间进行适当的资源配置，来实现网络切片之间的隔离。对网络切片资源隔离的管理支持可以提供不同网络切片的独立的、可扩展的、模块化的操作；并且可以降低操作复杂性。
物理资源可以被定义为用于包括无线电接入的计算、存储或传输的实物资产。逻辑资源可以被定义为一个或一组资源的分区。因此，根据这些定义，网络切片资源由物理资源和逻辑资源组成。因此，网络切片之间的隔离可以处于物理资源或逻辑资源的级别。
可以有不同类型的网络切片资源隔离。计算/存储类型的隔离是指计算/存储资源级别的隔离，其可以包括但不限于cpu、存储器、硬盘等。除了计算/存储类型的隔离之外，还可以在传输级别强制执行资源隔离。传输资源可以包括但不限于虚拟网络标识符、ip地址分配、转发标签、入口流量过滤器、流量监控和整形参数等。
如果切片需要严格的隔离(例如，由于该切片支持的服务的安全性等原因)，则为该切片配置的资源不应该被其他切片使用。这种级别的隔离可以通过切片间的网络资源的“物理隔离”实现。例如，可以在不同网络节点处部署(配置)用于不同网络切片的计算/存储资源。不太严格的资源隔离级别是“逻辑隔离”，其中资源可以被不同的切片共享。然而，节点处提供的资源的量足够大，使得网络切片的性能仍然可以被认为是独立的。资源隔离可以以不同的粒度实现。例如，可以在计算节点级别或在一个计算节点内的cpu核心级别隔离计算资源。在虚拟化环境中，关联和反关联规则可以被管理系统用来实现适当的资源隔离粒度。
可以根据估计的每个切片内的服务的计算/存储需求将网络计算/存储资源配置给nf(即，基础设施层隔离)。这同样适用于某些切片公用的nf或切片专用nf。这种资源配置可以通过etsinfvmano架构实现。
除了计算/存储级别的隔离之外，还可以在传输级别强制执行资源隔离(即，应用层隔离)。传输网络资源可以包括虚拟网络标识符、ip地址分配、转发标签、入口流量过滤器、流量监控和整形参数等。该nwsm110根据sla和可用传输资源确定用于每个网络切片的传输资源，并通过策略配置相关的切片专用网络功能。作为示例，该策略可以向网络功能指示限制进入某些节点的切片流量或限制通过给定链路的切片流量等。
图13以组件图示出了由nwsm110实现的切片专用nf433的策略配置1300的一个示例。策略功能可由该nwsm110配置，以实现网络切片之间适当的传输资源隔离。例如，该策略功能可以为每个切片定义最大聚合比特率。
参考图14，呈现了网络切片的一种实现方式1400，其示出用于具有公共和切片专用功能的网络切片的控制平面接口。在该实现方式中，假定plmn的任何切片对无线电接口处的ue都不可见。ssf1451将ue的无线电接入承载与适当的核心网络实例链接，使得ran1452作为ue的一个rat+plmn出现，并且与网络实例的任何关联都在网络内部执行，其中网络切片对于ue来说是透明的。ran内部切片或共享ran资源的管理也是可能的。
除了订户储存库功能1450之外，下一代核心网的控制平面被分成三种类型的nf：切片选择功能(sliceselectionfunction，ssf)1451、公共cpnf323和切片专用nf433。
ssf1451通过基于ue的订阅信息、ue使用类型、服务类型和ue能力为该ue选择适当的切片来处理ue的初始附着请求和新会话请求。该ssf1451并不专用于特定的网络切片。该nwsm110系统将实例化的网络切片提供给该ssf1451。这可以在每个网络切片实例化、修改或终止请求之后由该nwsm110通过该ssf1451的ems322单独对该ssf1451执行，或者它可以通过网络切片实例储存库150执行。
公共cpnf323是cp输入功能，其至少包括mm功能和nas路由功能。对于b组切片1420，该公共cpnf323在不同切片间共享。当在该公共cpnf323后面存在共享同一类型的切片的几个切片cpnf433时，该公共cpnf323进行负载平衡选择。对于a组切片1410，该公共cpnf323仅链接到一个特定的切片实例。该公共cpnf323和该订户储存库功能1450之间的交互是通过公共cpnf323进行路由的。在这个示例中，没有从ran1452到该切片专用cpnf433的附加的直接接口。该ssf1451可以与该公共cpnf323并置。
切片专用cpnf433是位于单独切片上并与其他切片隔离的cpnf。
每个网络切片实例与网络切片类型id(networkslicetypeid，nes-id)关联。该nes-id用于识别切片的类型，例如，embb、大规模物联网(massiveinternetofthings，miot)。nes-id的标准化的和公共陆地移动网络(publiclandmobilenetwork，plmn)特定的值都是可能的。当该ue附着到网络时，该ssf1451确定ue应该配置哪个切片，并向该ue提供相关的nes-id。如果该ue能够同时接入多个网络切片，则一个以上的nes-id可以与该ue关联，其中每个nes-id用于该多个网络切片中的每一个。所有nes-id都可以返回给ue。或者，仅有一个nes-id可以返回给ue。或者，一些nes-id可以返回给ue。该nes-id可以与该nwsid相同。
当该ue成功注册到网络时，可以为该ue分配临时id。ue临时id可以由该公共cpnf323分配。该ue临时id包括到该公共cpnf323的路由信息和ue特定标识。如果该ue能够同时接入多个网络切片，则为了简单起见，该ue临时id可以优选地是公共共享id，不过可以以增加复杂性为代价发布多个临时id。
当该ue已经向网络切片实例注册之后，在一种实现方式中，可以向该ue提供两个标识，该标识可以被ue用来接入该网络切片、nes-id和临时id。当该ue具有有效的nes-id但该临时id在驻留区域中无效时，该ran1452基于该nes-id将该请求转发给该公共cpnf323。当该ue在该驻留区域中具有有效的临时id时，该ran1452基于该临时id将该请求转发给该公共cpnf323。
为了避免重路由过程，在该ssf1451基于从该ue接收到的附着请求中的消息和订户储存库中的简档消息选择适当的切片之后，在一些方面，该ssf1451可以直接将该附着请求转发给该公共cpnf323。
由于该plmn的网络实例共享无线电接入，因此每个切片的接入禁止和(过)负载控制应该分离。可能存在无法完全分开的cn资源，例如，传输网络资源。
ssf通过基于ue的订阅信息、ue使用类型、服务类型和ue能力为该ue选择适当的切片来处理ue的初始附着请求和新服务请求。在附着过程期间，该ssf1451将该ue关联到一个默认切片和/或ue指定类型切片。然后，该初始附着请求被转发给所选择的网络切片并由所选择的网络切片中的该cpnf323处理。在该附着过程期间，在附着接受消息中将相关的nes-id和用于该ue的临时id提供给该ue。
该ue的up连接可以由所选择的cpnf323建立。这可以在该附着过程期间建立，或者也可以在该ue发送新的服务请求之后设置。如果它是在该附着过程期间建立的，则设置默认的或ue指定的up连接。在设置up连接期间，如果该ran1452需要知道切片，则可以向该ran1452发送该nes-id。
在该附着过程之后，如果ue发送针对由不同切片提供的服务的多个新会话请求，则该ue可以与多个切片关联。
图15是示出用于具有公共和切片专用功能的网络切片的控制平面接口1500的框图。可以提供切片路由和选择，以便将ue的无线电接入承载与适当的核心网实例链接。切片对该ue来说可以是透明的。
如图15所示，控制流量从该公共cpnf323流向切片a1525和切片b1530的该cpnf433和upnf1433，而切片c1535的控制流量从该ran1452流向切片c1535中的该cpnf433。在一个方面，对于具有公共cpnf323的网络切片，例如，切片a1525和切片b1530，提供了该ran1452与该切片指定的cpnf433之间的附加的直接接口。
每个网络切片实例(networksliceinstance，nsi)具有网络切片实例id(networksliceinstanceid，nsi-id)。对于具有公共cpnf323的切片，该nsi-id可以是公共cpnfid和切片专用id的组合。该nsi-id可以是该nswid。与nas节点选择功能驻留在该ran1452中的现有网络类似，可以在该ran1452中提供切片选择功能(sliceselectionfunction，ssf)1510。或者，核心网提供的功能可以执行该ssf1451的功能。该ssf1451根据由该ue(以及可选地由该cn)提供的信息为该ue选择适当的切片。该ssf1451可以与订户储存库1450通信，该订户储存库1450还提供了到该公共cpnf323的直接接口。该切片专用cpnf433可以与该公共cpnf323连接，但可以不具有与该订户储存库1450的直接接口。或者，该切片专用cpnf433可以具有到该订户储存库1450的直接接口。
该ssf1451可以涉及附着过程、新会话请求、过载控制和切片重选。在该附着过程中，该ssf1451基于该ue的订阅信息、ue使用类型和服务类型(如果提供的话)在初始附着过程期间为该ue选择切片。该ssf1451在切片被选择之前执行ue身份检查(此功能可以被所有网络切片共用(即被其共享)。在该附着过程期间，该ssf1451可以将该ue与一个默认切片和/或ue指定切片关联。该ssf1451可以执行nnsf并将所选择的cpnfid发送给an。或者，它可以选择ns，并且该an执行该nnsf。在该新会话请求中，该ssf1451可以在该初始附着请求之后为ue选择附加切片，并且该新会话请求可以被从该初始附着过程中选择的公共cpmm转发给该ssf1451。过载控制从cn功能接收拥塞控制信息，基于拥塞控制策略确定相关切片以应用拥塞控制，并在切片选择过程期间检查拥塞信息。在切片重选中，该ssf1451接收附着请求，并为以下事件中的一种重新选择另一个切片：ue移动性和切片实例化、适应或终止。
图16以流程图示出了根据本发明一个实施例的生成网络切片的方法(1600)。该方法包括：该nwso140从nwsm接收新网络切片的请求(1610)，向该新网络切片添加新会话(1620)，为该新网络切片确定nwsd(1630)，以及向该ro请求使用该e-mano对该网络切片进行实例化(1640)。其他步骤可以添加到该方法(1600)中。
图17以消息流程图更加详细地示出了生成网络切片的方法(1700)。客户(即服务提供商)向该nwsm110发送新的终端用户服务请求(1710)。该nwsm110确定新的终端用户服务是否能够被容纳到现有切片上或者是否应该创建新切片(1720)。该决定考虑了该新的终端用户服务的性能要求。如果需要新切片，则该nwsm110向该nwso140发送该请求(1730)。该请求可以包括该新切片的nwsid和描述该切片专用子网130的nsd。该nwso负责组成网络切片并创建nwsd。该nwso140执行服务编排并确定现有的公共cpnf120是否能够用于该新网络切片。该nwso140根据包含在nso创建请求中的参数确定该nwsd(1740)。在创建该nwsd之后，该nwso140将该nwsd发送到该e-mano360中的该ro(即，该nfvo361)(1750)。该e-mano360将新功能实例化到为该新网络切片配置的资源上(1760)。该e-mano360向该nwso发送创建网络切片响应(1770)。该nwso140向该nwsm110发送nwso响应(1780)。该nwso140更新该nws储存库150。该nwsm发送针对终端用户请求的ack(1790)。
该nwso140首先确定该新切片是否能够使用现有的公共cpnf120。如果存在合适的公共cpnf120，则新切片专用nf130可以被配置为连接到该公共cpnf120。为了确定是否能够将服务添加到现有网络切片，该nwso140检查是否有任何现有网络切片符合所请求的服务的要求。例如，如果客户服务请求是针对固定iot设备的，则可以选择专用于固定设备的公共cp子网(即，该请求可以包括公共cp子网类型)。而且，该nwso140可以检查功能类型匹配，即，如果它接收到mtc请求，它就查找mtc切片。
图18以流程图示出了根据本发明一个实施例的修改网络切片的方法(1800)。该方法包括该nwso140从nwsm110接收向网络切片添加新服务的请求(1810)。然后，该nwso140向该网络切片添加该新会话(1820)。接着，该nwso为具有所添加的服务的该网络切片确定nwsd(1830)。接着，该nwso140请求ro使用e-mano在该网络切片内对该添加的服务进行实例化。其他步骤可以添加到该方法(1800)中。
网络切片修改请求在客户向该nwsm110发送新的终端用户服务请求时发送。图19以消息流程图更加详细地示出了修改网络切片的方法(1900)。客户(即服务提供商)向该nwsm110发送新的终端用户服务请求(1910)。该nwsm110确定该新的终端用户服务是否能够被容纳到现有切片上或者是否需要新切片(1720)。如果该终端用户服务能够被容纳到现有网络切片上，则该nwsm110向该nwso140发送该请求(1730)。该请求包括所选择的切片的nwsid和该公共cp子网120的类型。它也包括该新服务的nsd。该nwso140通过向所指示的nws添加新nsd来更新该选择的网络切片(1940)。更新后的网络切片不应该影响其他切片，包括共享公共控制平面的切片。该nwso向该e-mano360中的该ro(即，该nfvo361)发送更新网络切片请求(1950)。该e-mano360将新功能实例化到为指定的切片配置的资源上(1960)。该e-mano360向该nwso140发送更新网络切片响应(1970)。该nwso140向该nwsm110发送nwso响应(1980)。该nwso140更新该nws储存库150。该nwsm110发送针对该终端用户服务请求的ack(1990)。
图20以流程图示出了根据本发明一个实施例的终止网络切片的方法(2000)。该方法包括该nwso140从该nwsm110接收终止网络切片的请求(2010)。然后，该nwso140确定终止子网(2020)。接着，该nwso140向该ro(即，nfvo361)请求终止用于该网络切片的切片专用网络功能(networkfunctions，nf)433(2030)。其他步骤可以添加到该方法(2000)中。
图21以消息流程图更加详细地示出了终止网络切片的方法(2100)。如果该nm320接收到终止位于单独切片上的终端用户服务的命令，则可以终止整个切片。客户(即服务提供商)向该nwsm110发送终止终端用户服务请求(2110)。该nwsm110确定托管该终端用户服务的相应网络切片，并向该ems332发送终止vnf130(2120)。该nwsm110向该nwso140发送终止服务请求(2130)。该请求包括服务的ns-id和相应的nwsid。该nwso140确定可以被终止的子网(2140)(即，对应于该ns-id的子网)。如果这是切片上唯一的服务，则该nwso向该ro(即，nfvo361)发送终止网络切片(2150)。如果需要，该ro终止该切片专用子网，并更新该公共子网(2160)。该ro向该nwso140发送终止网络切片响应(2170)。该nwso140向该nwsm110发送终止服务响应(2180)。该nwso更新该nws储存库150。该nwsm发送针对终端用户终止请求的ack(2190)。
图22是可以用于实现本文中所公开的设备和方法的计算系统2200的框图。特定设备可以利用所示的所有部件，或者只使用部件的一个子集，并且集成度可以因设备而不同。此外，设备可以包含组件的多个实例，例如，多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。该计算系统2200包括处理单元2202。该处理单元包括中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)1014、存储器2208，并且还可以包括连接到总线2220的大容量存储设备2204、视频适配器2210和i/o接口2212。
该总线2220可以是包括存储器总线或存储控制器、外围总线、视频总线等的任何类型的若干总线架构中的一种或多种。该cpu2214可以包括任何类型的电子数据处理器。该存储器2208可以包括任何类型的非暂时性系统存储器，例如，静态随机访问存储器(staticrandomaccessmemory，sram)、动态随机访问存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)、同步dram(synchronousdram，sdram)、只读存储器(read-onlymemory)，或上述的组合。该存储器2208可以包括在启动时使用的rom、以及在执行程序时使用的用于存储程序和数据的dram。
该大容量存储设备2204可以包括任何类型的非暂时性存储设备，该非暂时性存储设备配置为存储数据、程序、和其他信息，并使得该数据、程序、和其他信息能够通过总线2220而被访问。该大容量存储设备2204可以包括例如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、或光盘驱动器的一种或多种。
该i/o接口2212可以用于提供接口，以将外部输入和输出设备连接至该处理单元2202。
该处理单元2202也包括一个或多个网络接口2206，其可以包括有线链路(例如，以太网线缆)和/或无线链路以访问节点或不同的网络。该网络接口2206允许该处理单元2202通过该网络与远程单元进行通信。例如，该网络接口2206可以通过一个或多个发射器/发射天线和一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。该处理单元2202可以连接到局域网2222或者广域网，以进行数据处理以及与诸如其他处理单元、因特网、或远程存储设施的远程设备进行通信。
除非另外限定，否则本文中所使用的所有技术术语和科学术语与本发明所属领域内的普通技术人员普遍理解的含义相同。
通过对前述实施例的描述，本发明可以通过仅使用硬件或使用软件和必需的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现。该软件产品可以存储在非易失性或非暂时性存储介质中，该存储介质可以是光盘只读存储器(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)、usb闪存盘或可移动硬盘。该软件产品包括多个指令，使得计算机设备(个人计算机、服务器、或者网络设备)能够执行本发明实施例中所提供的方法。例如，这样的执行可以对应于模拟本文中所描述的逻辑操作。该软件产品可以附加地或可替代地包括多个指令，使得计算机设备能够执行操作，以根据本发明实施例对数字逻辑装置进行配置或编程。
应该理解的是，在一个实施例中，提供了一种终止网络切片的方法，包括：nwso从nwsm接收终止网络切片的请求；该nwso确定终止子网；以及该nwso向ro发送用于终止切片专用网络功能(networkfunction，nf)的请求。
在该方法的实施例中，终止网络切片的该请求包括该nwso接收该网络切片的nws-id。在其他实施例中，确定能够被终止的子网包括：在nws储存库中定位所有nwsfgie，该nwsdie引用与被请求终止的网络服务相匹配的切片专用nsd。在其他实施例中，用于终止切片专用nf的该请求包括向该ro发送该网络切片的nwsd和该切片上的服务的网络服务描述符(networkservicedescriptor，nsd)。在另一个实施例中，该方法还可以包括以下步骤：从该ro接收终止网络切片响应；以及向该nwsm发送终止服务响应。在另一个实施例中，该方法可以包括：向该ro发送用于更新与该网络切片关联的公共nf的请求。在另一个实施例中，该方法可以包括：接收终止终端用户服务的请求；确定与终端用户服务对应的网络切片；以及向元素管理器(elementmanagements，em)发送终止虚拟网络功能(virtualnetworkfunctions，vnf)的请求。
本领域的那些技术人员将会理解，所述实施例和该方法的变化可以相互结合。此外，执行该方法的节点也应该被理解为可以预期的。
虽然已经参考特定的特征和实施例对本发明进行了描述，但显然的是，可以在不背离本发明的情况下，对本发明进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图应当被认为是对所附权利要求书所限定的发明的解释，并被考虑为涵盖落入本发明的范围内的任何和所有修改、变形、组合或同等做法。