實現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元間負載均衡的方法及系統(tǒng)和虛擬化網(wǎng)元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電信網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，尤指一種實現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元間負載均衡的方法及系統(tǒng)和虛擬化網(wǎng)元。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提升設(shè)備資源利用率和業(yè)務(wù)部署效率、降低運維成本，電信網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化是大勢所趨。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ETSI, European Telecommunicat1ns StandardsInstitute)制定了電信網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV, Network Funct1ns Virtualizat1n)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在ETSI NFV技術(shù)規(guī)范中定義了端到端參考架構(gòu)，在端到端參考架構(gòu)中引入了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排器(NFVO, Network Funct1ns Virtualizat1n Orchestrator,也稱Orchestrator)、虛擬網(wǎng)絡(luò)功能管理(VNFM, Virtualized Network Funct1n Manager)、虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理(VIM, Virtualized Infrastructure Manager)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施(NFVI, Network Funct1ns Virtualizat1n Infrastructure),以及虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNF,Virtualized Network Funct1n)等功能單元。其中，NFVO主要負責(zé)全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、虛擬資源以及物理資源的編排和相關(guān)管理功能；VNFM主要負責(zé)網(wǎng)元VNF的生命周期管理和VNF相關(guān)的虛擬資源的分配和管理；vm主要負責(zé)虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理，主要功能是實現(xiàn)對整個基礎(chǔ)設(shè)施層資源包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源的分配和管理；NFVI作為虛擬化資源層，包括虛擬化后新增的虛擬化平臺和原有的硬件資源；VNF指虛擬化后的網(wǎng)元，部署在NFVI上，執(zhí)行著3GPP定義的網(wǎng)元功能，功能與非虛擬化時保持一致。
[0003]在非虛擬化環(huán)境下，電信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元之間信令路由和消息分發(fā)路由，大都是按照靜態(tài)配置的主備優(yōu)先級或者輪選方式來實現(xiàn)的(即傳統(tǒng)方式)，即發(fā)端網(wǎng)元(如路由代理節(jié)點(DRA,Diameter Routing Agent))按照主備優(yōu)先級或者輪選方式選擇收端網(wǎng)元(如家鄉(xiāng)用戶服務(wù)器(HSS,Home Subscriber Server))。其中的發(fā)端網(wǎng)元指的是主動發(fā)起一條信令、消息請求的網(wǎng)元，收端網(wǎng)元指的是接收到一條信令、消息請求的網(wǎng)元，發(fā)端網(wǎng)元和收端網(wǎng)元是相對的，只是針對一條信令或者消息而言，針對不同的消息，同一個網(wǎng)元可能有時是發(fā)端網(wǎng)元，有時是收端網(wǎng)元。
[0004]其中，在主備優(yōu)先級方式下，如圖1所示，發(fā)端網(wǎng)元(如網(wǎng)元A)會選擇靜態(tài)配置的主用收端網(wǎng)元(如網(wǎng)元B)作為目標(biāo)網(wǎng)元，只有在主用收端網(wǎng)元故障后，發(fā)端網(wǎng)元才會選擇備用收端網(wǎng)元(如網(wǎng)元C)，這樣，造成了備用收端網(wǎng)元利用率很低。而且，在主用網(wǎng)元過負荷時，備用網(wǎng)元也無法接管網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，造成了業(yè)務(wù)連續(xù)性下降。
[0005]在輪選方式下，如圖2所示，發(fā)端網(wǎng)元(如網(wǎng)元A)依次選擇多個收端網(wǎng)元中的一個，發(fā)端網(wǎng)元未考慮到收端網(wǎng)元的實際負荷，在部分收端網(wǎng)元已經(jīng)過負荷時，發(fā)端網(wǎng)元還是會繼續(xù)向過負荷的收端網(wǎng)元(如網(wǎng)元B)發(fā)送信令或者請求消息，引起了收端網(wǎng)元過負荷導(dǎo)致過負荷的網(wǎng)元丟棄信令或者消息，最終造成了業(yè)務(wù)成功率下降。
[0006]在網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化后，如果發(fā)端網(wǎng)元還采用上述傳統(tǒng)方式選擇收端網(wǎng)元，會導(dǎo)致收端網(wǎng)元的負載不均衡，降低收端網(wǎng)元的利用率和系統(tǒng)整體的可用性，違背了虛擬化技術(shù)帶來的資源按需使用的基本原則。為了解決現(xiàn)有主備優(yōu)先級方式或輪選方式中存在的問題，目前，具體做了進一步處理，比如:
[0007]有的采用收端負載均衡機制，即收端網(wǎng)元接收到信令和消息請求后，如收端網(wǎng)元自身負載較重，由收端網(wǎng)元轉(zhuǎn)發(fā)到其他同類網(wǎng)元來處理，這樣處理后導(dǎo)致了信令和請求消息的迂回，浪費了網(wǎng)絡(luò)資源并增大了消息處理時延，從而影響了用戶體驗。
[0008]或者，還有的采用發(fā)端負載均衡機制，但是，一般會在發(fā)端網(wǎng)元和收端網(wǎng)元之間增加新的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，由該網(wǎng)關(guān)設(shè)備來選擇合適的收端網(wǎng)元，該技術(shù)需要在發(fā)端網(wǎng)元和收端網(wǎng)元之間增加新的設(shè)備，改變了電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時增加了電信網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。
[0009]根據(jù)以上分析可以看出，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化后，如果發(fā)端網(wǎng)元采用傳統(tǒng)方式選擇收端網(wǎng)元，會導(dǎo)致網(wǎng)元間負載不均衡，不能滿足網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化需要的資源按需分配的原則，且不能通過修改網(wǎng)元間的協(xié)議接口來傳遞網(wǎng)元間的負載和資源空閑信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元間負載均衡的方法及系統(tǒng)和虛擬化網(wǎng)元，能夠保證電信網(wǎng)絡(luò)中收端網(wǎng)元間的負載均衡，提高收端網(wǎng)元的設(shè)備資源利用率，滿足網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化需要的資源按需分配的原則，從而提升電信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)連續(xù)性。
[0011]為了達到本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元間負載均衡的方法，包括:發(fā)端網(wǎng)元獲取各收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0012]發(fā)端網(wǎng)元根據(jù)獲得的各收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息，選擇目標(biāo)收端網(wǎng)元。
[0013]該方法之前還包括:所述各收端網(wǎng)元向自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體上報本網(wǎng)元的當(dāng)前負載和資源空余信息。
[0014]所述上報包括:
[0015]所述收端網(wǎng)元實時、或事件觸發(fā)、或定時向自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體上報負載和資源空余信息；
[0016]或者，在接收到所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體要求上報負載和資源空余信息的通知時，所述收端網(wǎng)元上報負載和資源空余信息；或在接收到所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體要求禁止收端網(wǎng)元上報負載和資源空余信息的通知時，所述收端網(wǎng)元不上報負載和資源空余信息。
[0017]所述發(fā)端網(wǎng)元獲取各收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息包括:
[0018]所述發(fā)端網(wǎng)元向自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體訂閱收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0019]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元推送已訂閱的收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息。
[0020]所述向發(fā)端網(wǎng)元推送已訂閱的收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息包括:
[0021]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體定時向已訂閱的發(fā)端網(wǎng)元發(fā)送自身已獲得的收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0022]或者，在接收到新的虛擬化網(wǎng)元的負載和資源空余信息時，所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向已訂閱的發(fā)端網(wǎng)元推送該收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0023]或者，所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向所述收端網(wǎng)元訂閱并獲得收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息，再將獲得的收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息發(fā)送給所述已訂閱的發(fā)端網(wǎng)元。
[0024]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元發(fā)送的負載和資源空余信息包括:
[0025]按照一個收端網(wǎng)元為單位發(fā)送；
[0026]或者，一次批量發(fā)送多個所述收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息。
[0027]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體與收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體不同；
[0028]所述發(fā)端網(wǎng)元獲取各收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息包括:
[0029]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體訂閱收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0030]所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體推送已訂閱的收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0031]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元推送已訂閱的收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息。
[0032]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體訂閱收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息之前，還包括:
[0033]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向虛擬網(wǎng)絡(luò)編排/協(xié)調(diào)實體請求查詢收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體；
[0034]虛擬網(wǎng)絡(luò)編排/協(xié)調(diào)實體查詢到收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體后返回給所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體的標(biāo)識信息，所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向虛擬網(wǎng)絡(luò)編排/協(xié)調(diào)實體發(fā)送授權(quán)請求，虛擬網(wǎng)絡(luò)編排/協(xié)調(diào)實體會向發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體返回通訊連接信息；
[0035]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體根據(jù)虛擬網(wǎng)絡(luò)編排/協(xié)調(diào)實體返回的收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體的標(biāo)識信息以及通訊連接信息，與所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體建立通訊連接。
[0036]該方法還包括:所述發(fā)端網(wǎng)元在本地保存獲得的各收端網(wǎng)元的負載和資源空余信肩、O
[0037]所述收端網(wǎng)元均過載時，該方法還包括:
[0038]所述發(fā)端網(wǎng)元根據(jù)預(yù)先配置的策略來決定后續(xù)處理；
[0039]其中，后續(xù)處理包括:繼續(xù)選擇其中一個收端網(wǎng)元作為目標(biāo)網(wǎng)元，或者所述發(fā)端網(wǎng)元不再發(fā)送信令和消息請求到收端網(wǎng)元。
[0040]當(dāng)所述發(fā)端網(wǎng)元發(fā)起去訂閱收端網(wǎng)元的負載和資源空閑信息時，還包括:
[0041]所述發(fā)端網(wǎng)元自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元返回去訂閱響應(yīng)；
[0042]所述發(fā)端網(wǎng)元刪除本地存儲的該收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息。
[0043]所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體與所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體不同；
[0044]當(dāng)所述發(fā)端網(wǎng)元發(fā)起去訂閱收端網(wǎng)元的負載和資源空閑信息時，還包括:
[0045]所述發(fā)端網(wǎng)元自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體請求去訂閱收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息；
[0046]所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體返回去訂閱響應(yīng)；
[0047]所述發(fā)端網(wǎng)元自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體向發(fā)端網(wǎng)元返回去訂閱響應(yīng)，所述發(fā)端網(wǎng)元刪除本地存儲的該收端網(wǎng)元的負載和資源空余信息。
[0048]當(dāng)所述收端網(wǎng)元被刪除后，該方法還包括:
[0049]所述收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體通知所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體，所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體通知已訂閱的發(fā)端網(wǎng)元，所述發(fā)端網(wǎng)元刪除本地保存的上述已被刪除的收端網(wǎng)元的負載和資源空閑信息。
[0050]當(dāng)所述收端網(wǎng)元不在所述發(fā)端網(wǎng)元的可選范圍內(nèi)時，該方法還包括:
[0051]所述發(fā)端網(wǎng)元主動請求自身所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體去訂閱，所述發(fā)端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體通知對應(yīng)的收端網(wǎng)元所屬的虛擬化網(wǎng)元管理實體去訂閱，或者直接通知所述收端網(wǎng)元去訂閱。
[0052]本發(fā)明又公開了一種實現(xiàn)虛擬化網(wǎng)元間負載均衡的系統(tǒng)，至少包括發(fā)端網(wǎng)元、一個或一個以上收端網(wǎng)元，以